Wie ist die Elektronenkonfiguration von Chrom?

Die Elektronenkonfiguration für Chrom ist NICHT # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2 #, aber #Farbe (blau) (1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1) #.

Interessanterweise ist Wolfram mit einer Elektronenanordnung von stabiler # Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2 #.

Leider ist es nicht einfach, diese Abweichungen in der idealen Reihenfolge für jedes Element zu erklären.

Erklären Chrom Elektronenkonfiguration könnten wir vorstellen:

• Das tauschen Sie Energie aus #Kuchen# (ein stabilisierender quantenmechanischer Faktor, der direkt proportional zu der Anzahl von Elektronenpaaren in der gleichen Unterschale oder in sehr energetischen Unterschalen mit parallelen Spins ist)
• Das Coulombsche Abstoßungsenergie # Pi_c # (ein destabilisierender Faktor, der umgekehrt proportional zur Anzahl der Elektronenpaare ist)
• Diese kombinieren sich zu einem Gesamtbild Energie paaren #Pi = Pi_c + Pi_e #.

Ersteres stabilisiert sich und letzteres destabilisiert, wie unten gezeigt (Konfiguration annehmen) 2 ist beim Paaren von Energie #Pi = 0 #):

Eine Erklärung für Chrom ist also:

• Das maximiert tauschen Sie Energie aus #Kuchen# stabilisiert diese Konfiguration (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #). Die Maximierung kommt davon, wie es gibt #5# ungepaarte Elektronen statt nur #4# (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
• Das minimiert Coulombsche Abstoßungsenergie # Pi_c # stabilisiert diese Konfiguration weiter. Die Minimierung beruht darauf, dass alle ungepaarten Elektronen in der Zelle liegen # 3d # und # 4s # (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #), anstatt ein Elektronenpaar im # 4s # (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
• Das klein genug Orbitalgröße bedeutet, dass die Elektronendichte ist nicht so verbreitet wie es könnte Sein was es günstig macht genug für eine maximale Gesamtdrehung, um die stabilste Konfiguration zu erhalten.

Jedoch, Wolfram 's # 5d # und # 6s # Orbitale sind größer als die # 3d # und # 4s # Orbitale (bzw.) verbreiten die Elektronendichte so weit, dass die Paarenergie (#Pi = Pi_c + Pi_e #) ist klein genug.

Je stärker sich die Elektronenverteilung ausbreitet, desto weniger Elektronenpaarabstoßung gibt es und desto niedriger # Pi_c # ist. Daher ist der niedrigere #Pi# ist.

Daher ist die Elektronenpaarung günstig genug für Wolfram.

Es gibt keine feste Regel dafür, aber dies ist eine Erklärung, die mit experimentellen Daten korreliert.

Antworten:

Die Elektronenkonfiguration von Chrom ist # Ar 3d ^ (5) 4s ^ 1 #

Erläuterung:

Das typische Energieniveaudiagramm, das Sie in Lehrbüchern sehen, in denen die 4 unter dem 3D dargestellt sind, reicht bis zu Kalzium.

Danach fällt die 3D-Subshell in Energie unter die 4er, aber der Unterschied ist sehr gering. Abstoßungskräfte tendieren dann dazu, Elektronen in das größere 4s-Orbital zu "schieben", wo die Abstoßung geringer ist.

Deshalb gehen die 4s-Elektronen zuerst verloren, wenn die Elemente der 1. Übergangsreihe ionisieren.

Dies erklärt auch, warum die Elektronenstruktur von # Cr ^ (2 +) # ist # Ar 3d ^ 4 #.

Die 4s-Elektronen sind die äußeren Valenzelektronen, die auch den Atomradius definieren.