Varför har Co2 + 7 elektroner i 3d-banan, och inte 5 som Mn?
On februari 16, 2021 by adminJag tar allmän kemi 2 den här halvan av sommaren. Vi går för närvarande över koordinationskomplex, ligander och övergångsmetalljoner. Speciellt denna fråga är när det gäller ligandfältets stabiliseringsenergi.
Varför har $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ 7 valenselektroner i $ 3d $ orbitalet? Har inte överskrift $ ^ { 2 +} $ betecknar att det saknas 2 elektroner, och därför är isoelektrisk med $ \ mathrm {Mn} $?
Svar
Tja, du kan hitta någon form av förklaring till varför den elektroniska konfigurationen av $ \ ce {Co ^ 2 +} $ är $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ här och där, men i slutet av dagen behöver du bara * memorera det *.
När d-blockelement bildar joner förloras $ 4s $ elektronerna först. Källa
$ n + l $-regel berättar i vilken ordning atomorbitaler fylls, och enligt regeln är $ 4s $ -banan upptagen före $ 3d $ -banan eftersom den har lägre energi. Således är elektronkonfigurationen för $ \ ce {Mn} $ $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $ medan den för $ \ ce {Co} $ är $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Men $ n + l $ -regeln, som många andra regler i gammal kvantteori, fungerar inte 100% och ger därmed ibland fel elektronkonfiguration. Till exempel, i allmänhet är det endast tillämpligt för neutrala atomer i deras marktillstånd, och om du tillämpar det på katjon $ \ ce {Co} ^ {2 +} $ får du fel elektronkonfiguration [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Som det ibland förklaras, är uttalandet att $ 4s $ orbital har lägre energi än $ 3d $ orbital endast sant när orbitalerna är obesatt . Men medan du fyller $ 3d $ orbital med elektroner blir det lägre och lägre i energi och slutligen hamnar lägre i energi än $ 4s $ orbital. Således, när elektroner går förlorade från $ \ ce {Co} $ -atomen, går de förlorade från 4 $ s $ -banan först eftersom den faktiskt har högre energi när både $ 3d $ och $ 4s $ är fyllda med elektroner.
PS Och om jag minns rätt har detta ingenting att göra med stabilisering i ligandfält.
Svar
Elektronisk konfiguration av $ \ ce { Co} $ är som följer: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
När kobolt förlorar 2 elektroner till bli $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ förlorar elektronerna som är i $ 4s ^ 2 $, inte de i $ 3d ^ 7 $ eftersom elektronerna i $ 4s ^ 2 $ har hög reaktivitet.
Så $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ innehåller fortfarande 7 elektroner i valensskalet. Den nya konfigurationen av $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ är $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Kommentarer
- Välkommen till kemi. SE! Ta turnén för att bekanta dig med den här webbplatsen. Matematiska uttryck och ekvationer kan formateras använder $ \ LaTeX $. Jag tror också att detta inte är helt korrekt.
Lämna ett svar