Warum hat Co2 + 7 Elektronen im 3d-Orbital und nicht 5 wie Mn?
On Februar 16, 2021 by adminIch nehme in dieser Hälfte des Sommers allgemeine Chemie 2. Wir beschäftigen uns derzeit mit Koordinationskomplexen, Liganden und Übergangsmetallionen. Insbesondere mit dieser Frage bezieht sich auf die Ligandenfeldstabilisierungsenergie.
Warum hat $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ 7 Valenzelektronen im $ 3d $ -Orbital? Ist das hochgestellte $ ^ {nicht 2 +} $ bedeuten, dass 2 Elektronen fehlen und daher isoelektrisch mit $ \ mathrm {Mn} $?
Antwort
Nun, Sie können eine Erklärung finden, warum die elektronische Konfiguration von $ \ ce {Co ^ 2 +} $ ist $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ hier und da, aber am Ende des Tages müssen Sie es nur * auswendig lernen *.
Wenn D-Block-Elemente Ionen bilden, gehen zuerst die $ 4s $ -Elektronen verloren. Quelle
Die $ Die n + l $ -Regel gibt die Reihenfolge an, in der Atomorbitale gefüllt sind, und gemäß der Regel ist das $ 4s $ -Orbital vor dem $ 3d $ -Orbital besetzt, da es eine geringere Energie hat. Somit ist die Elektronenkonfiguration von $ \ ce {Mn} $ $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $, während die von $ \ ce {Co} $ $ [\ ce {Ar}] ist. \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Aber die $ n + l $ -Regel funktioniert, wie viele andere Regeln der alten Quantentheorie, nicht zu 100% und führt daher manchmal zu einer falschen Elektronenkonfiguration. Zum Beispiel gilt es im Allgemeinen nur für neutrale Atome in ihrem Grundzustand. Wenn Sie es also auf das Kation $ \ ce {Co} ^ {2 +} $ anwenden, erhalten Sie die falsche Elektronenkonfiguration [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Wie manchmal erklärt wird, ist die Aussage, dass das Orbital von $ 4s $ energiearmer als das Orbital von $ 3d $ ist, nur dann wahr, wenn die Orbitale
PS Und wenn ich mich richtig erinnere, hat dies nichts mit der Stabilisierung in Ligandenfeldern zu tun.
Antwort
Elektronische Konfiguration von $ \ ce { Co} $ ist wie folgt: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Wenn Cobalt 2 Elektronen verliert Werden Sie $ \ ce {Co ^ {2 +}} $, verliert es die Elektronen in $ 4s ^ 2 $, nicht die in $ 3d ^ 7 $, weil die Elektronen in $ 4s ^ 2 $ eine hohe Reaktivität haben.
$ \ ce {Co ^ {2 +}} $ enthält also immer noch 7 Elektronen in der Valenzschale. Die neue Konfiguration von $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ ist $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Kommentare
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