Migliore risposta
PER QUALCUNO CHE HA PROBLEMI NEL COMPRENDERE IL CONCETTO DI CONFIGURAZIONE ELETTRONICA –
Prendiamo lesempio del vanadio (V) (il cromo è un po più complicato, quindi lo spiegherò più tardi). Dobbiamo prima controllare il numero atomico di V, che è 23. Poiché V è un atomo in questo caso (e non uno ione), questo è il numero di elettroni in V.
Successivamente, seguiamo il ordine nella tabella sottostante (che è molto facile da costruire nel caso in cui ti confondi in futuro (link sotto)) –
Come avrai notato, lordine non segue una logica semplice (3d viene dopo 4s, 4d dopo 5s ecc.), quindi è molto importante imparare a costruire la tabella sopra quando si tratta di configurazione elettronica.
Una chiave importante è imparare il numero massimo di elettroni che una particolare subshell (s, p, d, f) può contenere –
Iniziamo con la s-subshell che contiene 2 elettroni,
la p-subshell può contenere 4 più di quella cioè. 2 + 4 = 6 elettroni,
la d-subshell può contenere 4 più di quella cioè. 6 + 4 = 10 elettroni, e
la f-subshell può contenere 4 più di quella cioè. 10 + 4 = 14 elettroni.
Come avrai notato, dopo la sottoshell s, tutte le subshell hanno 4 elettroni in più rispetto alla subshell precedente.
Nel caso di Vandium
In primo luogo, 2 elettroni riempiono la subshell 1s. Rimaniamo ora con 23-2 = 21 elettroni
Quindi, 2 elettroni riempiono il subshell 2s. Rimaniamo ora con 21–2 = 19 elettroni
Quindi, 6 elettroni riempiono il subshell 2p. Rimaniamo ora con 19–6 = 13 elettroni
Quindi, 2 elettroni riempiono il subshell 3s. Rimaniamo ora con 13–2 = 11 elettroni
Quindi, 6 elettroni riempiono il subshell 3p. Rimaniamo ora con 11–6 = 5 elettroni
Quindi, 2 elettroni riempiono il subshell 4s. Restiamo ora con 5–2 = 3 elettroni
Infine, gli ultimi 3 elettroni riempiono parzialmente la subshell 3d.
Il modo in cui scriviamo questo è: 1a sottoshell ^ {numero di elettroni nella sottoshell} 2a sottoshell ^ {numero di elettroni nella sottoshell} …
Pertanto, per V, il la configurazione elettronica è logicamente: 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 4s ^ 2 3d ^ 3
Un modo più semplice per esprimere questo è sostituendo parte della configurazione elettronica che corrisponde a gas nobile di [simbolo del gas nobile]. Come in questo caso, 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 è la configurazione elettronica di Argon (Ar), quindi la struttura elettronica di V può essere scritta come:
[Ar ] 4s ^ 2 3d ^ 3
Nel caso in cui il concetto di configurazione elettronica non sia ancora chiaro, controlla questo video di Bozeman Science che spiega come scrivere le configurazioni degli elettroni, ci dice come creare la tabella sopra e potrebbe chiarire ogni altro dubbio che potresti avere sulle basi di questo argomento.
RISPOSTA A IL TUO PROBLEMA –
Secondo il metodo sopra, la configurazione elettronica di Cr dovrebbe essere : 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 4s ^ 2 3d ^ 4 o [Ar] 4s ^ 2 3d ^ 4 MA invece è: 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 4s ^ 1 3d ^ 5 o [Ar] 4s ^ 1 3d ^ 5 e quindi viola il Principio di Aufbau, che afferma che gli elettroni in orbita attorno a uno o più atomi riempiono i livelli di energia più bassi disponibili (subshell ) prima di riempire i livelli più alti.
Per capire e perché questo accade, è importante rendersi conto che una subshell che è esattamente riempita per metà è più stabile di una subshell parzialmente riempita che non è piena per metà. Un elettrone si sposta dalla subshell 4s a 1/2 riempire la subshell 3d che conferisce allatomo maggiore stabilità, quindi il cambiamento è favorevole.
È importante capire che questa è uneccezione anormale al principio di Aufbau . Il tungsteno (W) ha la stessa valenza del cromo, tuttavia, a differenza del Cr, W segue il principio di Aufbau. Un altro metallo che non segue questo principio è il rame (Cu), che ha una configurazione elettronica di: [Ar] 4s ^ 1 3d ^ {10}, invece di [Ar] 4s ^ 2 3d ^ 9 (per riempire lorbitale d ; le subshell completamente piene sono più stabili dei sottolivelli parzialmente pieni).
Risposta
La risposta breve è che esiste un insieme complicato di interazioni tra gli elettroni e il nucleo, nonché tra gli elettroni stessi. Questo è ciò che alla fine produce una configurazione elettronica.
Procedendo lungo gli elementi, il modello nelle configurazioni elettroniche assomiglia a un percorso di volo. Potrebbe esserci un po di turbolenza lungo il percorso, ma dopo ogni urto o due, il percorso di volo ritorna normale.
Alcuni dei dossi sono causati dal fatto che nei blocchi de f, pieno o i sottogusci semipieni diventano attraenti, al punto che può esserci una corsa un po poco dignitosa per arrivare a tali configurazioni. Quindi a chromium, ad esempio, piace anticipare se stesso e adottare una configurazione 3d5 4s1 piuttosto che latteso 3d4 s2. Gli effetti relativistici possono avere un ruolo. Quindi Lr è 7p1 7s2 invece dellatteso 5d1 6s2.
I punti importanti sono:
- Le configurazioni di elettroni sono per atomi neutri, isolati, allo stato fondamentale. Quanti chimici lavorano mai con atomi isolati? Certo, alcuni spettroscopisti in fase gassosa lo fanno, ma quasi tutti gli esperimenti di chimica generale vengono condotti in soluzione acquosa. Quasi tutta la chimica industriale viene eseguita in fasi condensate. Quasi tutta la chimica organica viene eseguita in soluzione. Vedi: Perché insegnare la configurazione elettronica degli elementi che stiamo facendo?
- Poiché gli ioni sono più importanti degli atomi gassosi isolati per quasi tutti gli atomi, e gli ioni importanti non hanno configurazioni elettroniche anomale, non cè motivo di preoccuparsi delle configurazioni elettroniche anomale degli atomi. Farai meglio a concentrarti sulle configurazioni di elettroni “caratteristiche” senza anomalie nelle occupazioni degli orbitali d e s negli elementi di transizione o orbitali d, se f negli elementi di transizione interni. Vedi: Wulfsberg G 2000, Inorganic Chemistry, University Science Books, Sausalito, California, p. 3.
Ad esempio, considera le configurazioni elettroniche dei cationi trivalenti dei lantanidi:
+4 +2 | +4 +2
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd | Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
½f ½f | f f
f1 f2 f3 f4 F5 f6 f7 | f8 f9 10 11 12 13 14
Nessuna irregolarità! Qui:
½f = Eu + 2 (4f7) ama emulare Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) ama emulare Lu + 3 (4f14) )
Poi cè Ce + 4 (f0), a cui piace raggiungere il nucleo vuoto del suo progenitore lantanide, cioè La + 3 (f0); e Tb + 4 (f7) raggiungendo la stessa configurazione riempita a metà di Gd + 3 (f7).
Vedere: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Mosca (in russo), p. 118)