Waarom heeft Co2 + 7 elektronen in de 3d-orbitaal en niet 5 zoals Mn?
Geplaatst op februari 16, 2021 door adminIk volg deze helft van de zomer algemene scheikunde 2. We bespreken momenteel coördinatiecomplexen, liganden en overgangsmetaalionen. In het bijzonder deze vraag heeft betrekking op de stabilisatie-energie van het ligandveld.
Waarom heeft $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ 7 valentie-elektronen in de $ 3d $ orbitaal? Is het superscript $ ^ {niet 2 +} $ geven aan dat er 2 elektronen ontbreken, en daarom iso-elektrisch met $ \ mathrm {Mn} $?
Antwoord
Welnu, u kunt een soort verklaring vinden waarom de elektronische configuratie van $ \ ce {Co ^ 2 +} $ is $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ hier en daar, maar aan het eind van de dag hoef je het alleen * te onthouden *.
Wanneer d-blokelementen ionen vormen, gaan eerst de $ 4s $ elektronen verloren. Bron
De $ n + l $ regel vertelt je de volgorde waarin atomaire orbitalen worden gevuld, en volgens de regel wordt de $ 4s $ orbitaal bezet vóór de $ 3d $ orbitaal omdat deze een lagere energie heeft. Dus de elektronenconfiguratie van $ \ ce {Mn} $ is $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $ terwijl die van $ \ ce {Co} $ $ [\ ce {Ar}] is \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Maar de $ n + l $ -regel, zoals veel andere regels van de oude kwantumtheorie, werkt niet 100% en geeft daarom soms een verkeerde elektronenconfiguratie. In het algemeen is het bijvoorbeeld alleen van toepassing op neutrale atomen in hun grondtoestand, en dus, als je het toepast op kation $ \ ce {Co} ^ {2 +} $, krijg je de verkeerde elektronenconfiguratie [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Zoals soms wordt uitgelegd, is de bewering dat $ 4s $ orbitaal minder energie heeft dan $ 3d $ orbitaal alleen waar als de orbitalen onbezet . Maar terwijl je $ 3d $ orbitaal vult met elektronen, wordt het lager en lager in energie en uiteindelijk lager in energie dan de $ 4s $ orbitaal. Dus wanneer elektronen verloren gaan van $ \ ce {Co} $ atoom, gaan ze eerst verloren van de 4 $ s $ orbitaal, omdat deze in feite hoger in energie is wanneer zowel $ 3d $ als $ 4s $ gevuld zijn met elektronen.
PS En als ik het me goed herinner, heeft dit niets te maken met stabilisatie in ligandvelden.
Answer
Elektronische configuratie van $ \ ce { Co} $ is als volgt: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Wanneer Cobalt 2 elektronen verliest aan wordt $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ het verliest de elektronen die in $ 4s ^ 2 $ zitten, niet die in $ 3d ^ 7 $ omdat de elektronen in $ 4s ^ 2 $ een hoge reactiviteit hebben.
Dus $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ bevat nog steeds 7 elektronen in zijn valentieschil. De nieuwe configuratie van $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ is $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Reacties
- Welkom bij Chemistry. SE! Volg de rondleiding om vertrouwd te raken met deze site. Wiskundige uitdrukkingen en vergelijkingen kunnen worden opgemaakt met $ \ LaTeX $. Ik denk ook dat dit niet helemaal correct is.
Geef een reactie