Mikä on kromin elektronikonfiguraatio?

Kromin elektronikonfiguraatio on EI # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2 #, mutta #color (sininen) (1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1) #.

Mielenkiintoista kyllä, Tungsten on vakaampi elektronin järjestelyllä # Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2 #.

Valitettavasti ei ole helppoa selittää näitä poikkeamia ihanteellisessa järjestyksessä jokaiselle elementille.

Selittää Kromi elektronin kokoonpano, voisimme ottaa käyttöön:

• vaihtaa energiaa #Piirakka# (vakauttava kvanttimekaaninen tekijä, joka on suoraan verrannollinen samassa alaryhmässä olevien elektronien parien määrään tai rinnakkaiskierroksilla oleviin hyvin läheisiin energialähteisiin)
• coulombic repulsion energia #Kuva# (epävakauttava tekijä, joka on kääntäen verrannollinen elektroniparien lukumäärään)
• Nämä yhdistyvät tuottamaan kokonaisuuden energiaa #Pi = Pi_c + Pi_e #.

Entinen on vakauttava ja jälkimmäinen on epävakaa, kuten alla on esitetty (oletetaan konfiguraatiota) 2 on parittamassa energiaa #Pi = 0 #):

Yksi selitys Chromiumille on, että:

• maksimoitu vaihtaa energiaa #Piirakka# vakauttaa tämän kokoonpanon (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #). Maksimointi tulee siitä, miten siellä on #5# pariton elektronit oikeudenmukaisen sijasta #4# (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
• minimoitu coulombic repulsion energia #Kuva# stabiloi edelleen tätä konfiguraatiota. Minimointi tulee siitä, että kaikki parittomat elektronit ovat # 3d # ja # 4S # (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #), eikä yksi elektronipari # 4S # (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
• pieni, riittävän kokoinen tarkoittaa, että elektronitiheys on ei ole niin levinnyt kuin se voisi olla, mikä tekee siitä suotuisan tarpeeksi maksimi kokonaispyöräytys, jotta saadaan mahdollisimman vakaa kokoonpano.

Kuitenkin, Volframi n # 5d # ja # 6s # kiertoradat ovat suurempia kuin # 3d # ja # 4S # orbitaalit (vastaavasti) levittää elektronitiheyden tarpeeksi, että pariliitosenergia (#Pi = Pi_c + Pi_e #) on riittävän pieni.

Mitä enemmän elektronin jakauma on levinnyt, sitä vähemmän on elektronin paria repulsiota ja siten alempi #Kuva# on. Siksi alempi # Pi # on.

Siten elektroniparaus on suotuisa tarpeeksi varten Tungsten.

Tätä varten ei ole kovaa ja nopeaa sääntöä, mutta se on selitys, joka korreloi kokeellisten tietojen kanssa.

Vastaus:

Kromin elektronikonfiguraatio on # Ar 3d ^ (5) 4s ^ 1 #

Selitys:

Tyypillinen energian tason kaavio, joka näkyy oppikirjoissa, jotka osoittavat 3D: n alapuolella olevat 4-luvut, on kunnossa kalsiumiin asti.

Tämän jälkeen 3D-alikuori laskee energian 4s: n alapuolelle, mutta ero on hyvin pieni. Tällöin repulssiiviset voimat pyrkivät "työntämään" elektroneja suurempiin 4s: n kiertoradoihin, joissa repulsio on pienempi.

Siksi 4s-elektronit menetetään ensin, kun 1. siirtymäsarjan elementit ionisoituvat.

Tämä selittää myös, miksi # Kr ^ (2 +) # on # Ar 3d ^ 4 #.

4s-elektronit ovat ulkoisia valenssielektroneja, jotka myös määrittelevät atomiradian.