Hva er elektronkonfigurasjonen av krom?

Hva er elektronkonfigurasjonen av krom?
Anonim

Elektronkonfigurasjonen for krom er IKKE # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2 #, men #color (blå) (1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1) #.

Interessant nok er Tungsten mer stabil med et elektronarrangement av # Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2 #.

Dessverre er det ingen enkel måte å forklare disse avvikene i den ideelle rekkefølgen for hvert element.

Å forklare krom elektronkonfigurasjon, kunne vi introdusere:

  • De bytte energi #Pai# (en stabiliserende kvantemekanisk faktor som er direkte proporsjonal med antall par av elektroner i samme subshell eller meget nær-energi subshells med parallelle spinn)
  • De coulombisk avstøtningsenergi # Pi_c # (en destabiliserende faktor som er omvendt proporsjonal med antall elektronpar)
  • Disse kombinerer å produsere en total sammenkobling av energi #Pi = Pi_c + Pi_e #.

Den førstnevnte er stabiliserende og sistnevnte er destabiliserende, som vist nedenfor (anta konfigurasjon 2 er ved sammenkobling av energi #Pi = 0 #):

En forklaring på krom er da det:

  • De maksimert bytte energi #Pai# stabiliserer denne konfigurasjonen (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #). Maksimeringen kommer fra hvordan det er #5# uparret elektroner, i stedet for bare #4# (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
  • De minimert coulombisk avstøtningsenergi # Pi_c # stabiliserer denne konfigurasjonen ytterligere. Minimering kommer fra å ha alle uparmade elektroner i # 3d # og # 4s # (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #), i stedet for ett elektronpar i # 4s # (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
  • De liten nok orbital størrelse betyr at elektronens tetthet er ikke som spredt ut som det kunne være, noe som gjør det gunstig nok for maksimal total spinn for å gi den mest stabile konfigurasjonen.

Derimot, wolfram 's # 5d # og # 6s # Orbitaler er større enn # 3d # og # 4s # orbitaler (henholdsvis) sprer ut elektrondensiteten nok til at parringsenergien (#Pi = Pi_c + Pi_e #) er liten nok.

Jo mer elektronutbredelsen er spredt, desto mindre er elektron-paravstøtelsen der, og dermed den lavere # Pi_c # er. Derfor, jo lavere # Pi # er.

Således er elektronparing gunstig nok for Tungsten.

Det er ingen hard og rask regel for dette, men det er en forklaring som korrelerer med eksperimentelle data.

Svar:

Elektronkonfigurasjonen av krom er # Ar 3d ^ (5) 4s ^ 1 #

Forklaring:

Det typiske energinivådiagrammet du ser i tekstbøker som viser 4s under 3d, er ok opp til kalsium.

Derefter faller 3d sub-shell under 4s i energi, men forskjellen er veldig liten. Repulsive krefter har en tendens til å "skyve" elektroner opp i større 4-omløp hvor repulsjon er mindre.

Det er derfor 4-elektronene går tapt først når elementene i 1. overgangsserie ioniserer.

Dette forklarer også hvorfor elektronstrukturen til # Cr ^ (2 +) # er # Ar 3d ^ 4 #.

De 4 elektronene er de ytre valenselektronene som også definerer atomradiusen.