Por que o Co2 + tem 7 elétrons no orbital 3d e não 5 como o Mn?
On Fevereiro 16, 2021 by adminEstou cursando química geral 2 nesta metade do verão. Atualmente, estamos examinando complexos de coordenação, ligantes e íons de metais de transição. Em particular, esta questão é em relação à energia de estabilização do campo do ligante.
Por que $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ tem 7 elétrons de valência no orbital $ 3d $? Não é o sobrescrito $ ^ { 2 +} $ denotam que faltam 2 elétrons e, portanto, é isoelétrico com $ \ mathrm {Mn} $?
Resposta
Bem, você pode encontrar algum tipo de explicação por que a configuração eletrônica de $ \ ce {Co ^ 2 +} $ é $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ aqui e ali, mas no final do dia, você só precisa * memorizá-lo *.
Quando os elementos do bloco d formam íons, os $ 4s $ elétrons são perdidos primeiro. Fonte
O $ A regra n + l $ informa a ordem em que os orbitais atômicos são preenchidos e, de acordo com a regra, o orbital $ 4s $ é ocupado antes do orbital $ 3d $ porque tem energia inferior. Assim, a configuração eletrônica de $ \ ce {Mn} $ é $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $, enquanto a de $ \ ce {Co} $ é $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Mas, a regra $ n + l $, como muitas outras regras da antiga teoria quântica, não está 100% funcionando e, portanto, às vezes fornece configuração eletrônica errada. Por exemplo, em geral, é aplicável apenas para átomos neutros em seu estado fundamental e, portanto, se você aplicá-lo ao cátion $ \ ce {Co} ^ {2 +} $ você obterá a configuração eletrônica errada [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Como às vezes é explicado, a afirmação de que o orbital $ 4s $ tem menos energia do que o orbital $ 3d $ só é verdadeira quando os orbitais são desocupado . Mas enquanto você preenche o orbital $ 3d $ com elétrons, ele se torna cada vez mais baixo em energia e, eventualmente, termina em menos energia do que o orbital $ 4s $. Assim, quando os elétrons são perdidos do átomo $ \ ce {Co} $, eles são perdidos do orbital 4 $ s $ primeiro, porque é realmente mais alto em energia quando $ 3d $ e $ 4s $ são preenchidos com elétrons.
PS E se bem me lembro, isso não tem nada a ver com estabilização em campos de ligantes.
Resposta
Configuração eletrônica de $ \ ce { Co} $ é o seguinte: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Quando o cobalto perde 2 elétrons para torna-se $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ ele perde os elétrons que estão em $ 4s ^ 2 $, não os de $ 3d ^ 7 $ porque os elétrons em $ 4s ^ 2 $ têm uma alta reatividade.
Portanto, $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ ainda contém 7 elétrons em sua camada de valência. A nova configuração de $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ é $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Comentários
- Bem-vindo à química. SE! Faça o tour para se familiarizar com este site. Expressões matemáticas e equações podem ser formatadas usando $ \ LaTeX $. Eu também acredito que isso não seja totalmente correto.
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