Beste svaret
Klorets atomnummer er 17, noe som betyr at det har 17 elektroner i atomformen.
Dens elektroniske konfigurasjon er således:
De første 10 elektronene er ordnet som neon, etterfulgt av 3s og 3p orbitaler.
Selv om det kan virke som om bare 1 elektron kan få plass i den halvfylte p-orbitalen, kan det tas imot opptil 7 elektroner!
Hvordan? La oss tegne orbitalene …
Nå, i bildet ovenfor, mangler vi noe … Det er 5 ledige d orbitaler i 3. energinivå!
La meg tegne disse 5 d orbitalene i rød farge under …
Nå kan de sammenkoblede elektronene løsne paringen og gå inn i d-orbitalene for å gi forskjellige valenser …
Valency = 3
Valency = 5
Valency = 7
Dermed kan klor utvise opptil 7 valens på grunn av de ledige 3d-orbitalene
Så det er en måte å representere klorens elektroniske konfigurasjon på …
Selv om det vanligvis er utelatt fordi d-orbitalene er ledig i grunntilstanden
Men vær oppmerksom på at fluor ikke kan vise disse forskjellige tilstandene, fordi den mangler ledige orbitaler. For mer informasjon om tilstedeværelse eller fravær av d-orbitaler, foreslår jeg at du studerer Aufbaus prinsipp.
Takk 🙂
Svar
Det korte svaret er at det er et komplisert sett av interaksjoner mellom elektronene og kjernen så vel som mellom elektronene i seg selv. Dette er det som til slutt produserer en elektronkonfigurasjon.
Fortsetter langs elementene, mønsteret i elektronkonfigurasjoner da ligner en flysti. Det kan være litt turbulens underveis, men etter hver bump eller to, flystien går tilbake til normal.
Noen av støtene er forårsaket av det faktum at i d og f-blokker, fulle eller halvfylte underskjell blir attraktive, så mye at det kan være litt av et uverdig løp for å komme til slike konfigurasjoner. Så for eksempel liker krom å gå foran seg selv og vedta en 3d5 4s1-konfigurasjon i stedet for den forventede 3d4 s2. Relativistiske effekter kan spille en rolle. Dermed er Lr 7p1 7s2 i stedet for den forventede 5d1 6s2.
De viktige punktene er:
- Elektronkonfigurasjoner er for nøytrale, isolerte jordtilstandsatomer. Hvor mange kjemikere jobber noen gang med isolerte atomer? Visst, noen gassfasespektroskopere gjør det, men nesten alle generelle kjemieksperimenter gjøres i vannoppløsning. Nesten all industriell kjemi gjøres i kondenserte faser. Nesten all organisk kjemi gjøres i løsning. Se: Hvorfor lære elektronkonfigurasjonen av elementene er vi gjør?
- Siden ioner er viktigere enn isolerte gassatomer for nesten alle atomer, og viktige ioner ikke har avvikende elektronkonfigurasjoner, er det liten grunn til å bekymre seg for avvikende elektronkonfigurasjoner av atomer. Det er bedre å fokusere på karakteristiske elektronkonfigurasjoner uten avvik i okkupasjonen av d og s orbitaler i overgangselementene eller d, s og f orbitaler i de indre overgangselementene. Se: Wulfsberg G 2000, Uorganisk kjemi, University Science Books, Sausalito, California, s. 3.
Tenk for eksempel på elektronkonfigurasjonene av de treverdige kationene til lantanidene:
+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
Ingen uregelmessigheter! Her:
½f = Eu + 2 (4f7) liker å etterligne Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) liker å etterligne Lu + 3 (4f14 )
Så er det Ce + 4 (f0), som liker å oppnå den tomme kjernen til sin lanthanid-stamfar, nemlig La + 3 (f0); og Tb + 4 (f7) som oppnår samme halvfylte konfigurasjon som Gd + 3 (f7).
Se: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moskva (på russisk), s. 118)