Ποια είναι η ηλεκτρονική διαμόρφωση του χρωμίου;

Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων για το χρώμιο είναι ΔΕΝ # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2 #, αλλά #color (μπλε) (1s ^ 2s ^ 2 2 ^ ^ 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1) #.

Είναι ενδιαφέρον ότι το βολφράμιο είναι πιο σταθερό με διάταξη ηλεκτρονίων # Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2 #.

Δυστυχώς, δεν υπάρχει εύκολος τρόπος να εξηγηθούν αυτές οι αποκλίσεις με την ιδανική σειρά για κάθε στοιχείο.

Για να εξηγήσει Χρώμιο της ηλεκτρονικής διαμόρφωσης, θα μπορούσαμε να εισαγάγουμε:

• ο ανταλλαγή ενέργειας #Πίτα# (ένας σταθεροποιητικός κβαντικός μηχανικός παράγοντας που είναι ευθέως ανάλογος προς τον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων στο ίδιο κύκλωμα υποσκληρώσεως ή σε πολύ κοντινά υποστυλώματα με παράλληλες περιστροφές)
• ο coulombic ενέργεια απώθησης # Pi_c # (ένας παράγοντας αποσταθεροποίησης που είναι αντιστρόφως ανάλογος με τον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων)
• Αυτά συνδυάζονται για να παράγουν ένα συνολικό ενέργεια ζευγαρώματος #Pi = Pi_c + Pi_e #.

Ο πρώτος είναι σταθεροποιητικός και ο τελευταίος είναι αποσταθεροποιητικός, όπως φαίνεται παρακάτω (υποθέστε τη διαμόρφωση 2 είναι στο ζεύγος ενέργειας #Pi = 0 #):

Μία εξήγηση για το Chromium, λοιπόν, είναι ότι:

• ο μεγιστοποιηθεί ανταλλαγή ενέργειας #Πίτα# σταθεροποιεί αυτή τη διαμόρφωση (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #). Η μεγιστοποίηση προέρχεται από το πώς υπάρχουν #5# μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια, αντί μόνο #4# (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
• ο ελαχιστοποιηθεί coulombic ενέργεια απώθησης # Pi_c # σταθεροποιεί περαιτέρω αυτή τη διαμόρφωση. Η ελαχιστοποίηση προέρχεται από την ύπαρξη όλων των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων στο # 3d # και # 4s # (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #), αντί για ένα ζεύγος ηλεκτρονίων στο # 4s # (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
• ο μικρό μέγεθος τροχιακού σημαίνει ότι η πυκνότητα ηλεκτρονίων είναι όχι τόσο διαδεδομένη όσο αυτή θα μπορούσε είναι, γεγονός που το καθιστά ευνοϊκό αρκετά για μέγιστη συνολική περιστροφή για να δώσετε την πιο σταθερή διαμόρφωση.

Ωστόσο, Βολφράμιο 'μικρό # 5d # και # 6s # τα τροχιακά είναι μεγαλύτερα από το # 3d # και # 4s # τα τροχιακά (αντίστοιχα) εξαπλώνουν την πυκνότητα ηλεκτρονίων αρκετά ώστε η ενέργεια ζευγαρώματος (#Pi = Pi_c + Pi_e #) είναι αρκετά μικρό.

Όσο περισσότερο διανέμεται η κατανομή των ηλεκτρονίων, τόσο μικρότερη είναι η απώθηση ηλεκτρονίων-ζευγαριών, και κατά συνέπεια η χαμηλότερη # Pi_c # είναι. Επομένως, το χαμηλότερο #Πι# είναι.

Επομένως, ο ζεύγος ηλεκτρονίων είναι ευνοϊκός αρκετά για το βολφράμιο.

Δεν υπάρχει κανένας σκληρός και γρήγορος κανόνας γι 'αυτό, αλλά αυτή είναι μια εξήγηση που συσχετίζεται με τα πειραματικά δεδομένα.

Απάντηση:

Η διάταξη ηλεκτρονίων του χρωμίου είναι # Ar 3d ^ (5) 4s ^ 1 #

Εξήγηση:

Το τυπικό διάγραμμα ενεργειακών επιπέδων που βλέπετε στα βιβλία με τα 4 δευτερόλεπτα κάτω από το 3d είναι εντάξει μέχρι το ασβέστιο.

Μετά από αυτό το 3d υποσέλιδο πέφτει κάτω από τα 4s στην ενέργεια αλλά η διαφορά είναι πολύ μικρή. Οι απωθητικές δυνάμεις στη συνέχεια τείνουν να "ωθούν" τα ηλεκτρόνια προς τα επάνω στο μεγαλύτερο τροχιακό 4s όπου η απέχθεια είναι μικρότερη.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ηλεκτρόνια των 4s χάνονται πρώτα όταν τα στοιχεία της 1ης σειράς μετάβασης ιονίζονται.

Αυτό εξηγεί επίσης γιατί η ηλεκτρονική δομή του # Cr ^ (2 +) # είναι # Ar 3d ^ 4 #.

Τα ηλεκτρόνια 4s είναι τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού σθένους που καθορίζουν επίσης την ατομική ακτίνα.