Qual è la configurazione elettronica del cromo?

Qual è la configurazione elettronica del cromo?
Anonim

La configurazione elettronica per il cromo è NON # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2 #, ma #color (blu) (1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1) #.

È interessante notare che il tungsteno è più stabile con un accordo elettronico di # Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2 #.

Sfortunatamente, non esiste un modo semplice per spiegare queste deviazioni nell'ordine ideale per ciascun elemento.

Spiegare Cromo La configurazione elettronica degli elettroni, potremmo introdurre:

  • Il scambiare energia #Torta# (un fattore di stabilizzazione quantistica che è direttamente proporzionale al numero di coppie di elettroni nella stessa subshell o subshell a energia molto vicina con spin paralleli)
  • Il energia di repulsione coulombica # # Pi_c (un fattore destabilizzante inversamente proporzionale al numero di coppie di elettroni)
  • Questi si combinano per produrre un totale accoppiare energia #Pi = Pi_c + Pi_e #.

Il primo si sta stabilizzando e il secondo è destabilizzante, come mostrato di seguito (supponiamo la configurazione 2 è associato all'energia #Pi = 0 #):

Una spiegazione per Chromium, quindi, è che:

  • Il massimizzato scambiare energia #Torta# stabilizza questa configurazione (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #). La massimizzazione viene da come ci sono #5# elettroni spaiati, invece di solo #4# (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
  • Il minimizzato energia di repulsione coulombica # # Pi_c stabilizza ulteriormente questa configurazione. La minimizzazione deriva dall'avere tutti gli elettroni spaiati nel # 3d # e # 4s # (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #), piuttosto che una coppia di elettroni nel # 4s # (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
  • Il dimensione orbitale abbastanza piccola significa che la densità elettronica è non così diffuso come poteva essere, che lo rende favorevole abbastanza per una rotazione totale massima per dare la configurazione più stabile.

Però, Tungsteno 'S #5 D# e # # 6s orbitali essendo più grandi del # 3d # e # 4s # gli orbitali (rispettivamente) distribuiscono la densità dell'elettrone in misura sufficiente all'energia di accoppiamento (#Pi = Pi_c + Pi_e #) è abbastanza piccolo

Più la distribuzione di elettroni è distribuita, minore è la repulsione di coppie di elettroni che esiste, e quindi inferiore # # Pi_c è. Pertanto, il più basso #Pi# è.

Pertanto, l'accoppiamento elettronico è favorevole abbastanza per il tungsteno.

Non esiste una regola dura e veloce per questo, ma questa è una spiegazione correlata ai dati sperimentali.

Risposta:

La configurazione elettronica del cromo è # Ar 3d ^ (5) 4s ^ 1 #

Spiegazione:

Il tipico diagramma del livello di energia che vedi nei libri di testo che mostrano i 4 sotto il 3d va bene fino al calcio.

Dopo che la sub-shell 3d scende sotto i 4 in energia, ma la differenza è molto piccola. Le forze repulsive tendono quindi a "spingere" gli elettroni verso l'orbitale 4s più grande dove la repulsione è minore.

Questo è il motivo per cui gli elettroni 4s vengono persi per primi quando gli elementi della 1a serie di transizione ionizzano.

Questo spiega anche perché la struttura elettronica di # Cr ^ (2 +) # è # Ar 3d ^ 4 #.

Gli elettroni 4s sono gli elettroni di valenza esterni che definiscono anche il raggio atomico.