¿Cuál es la configuración electrónica del cromo?

¿Cuál es la configuración electrónica del cromo?
Anonim

La configuración electrónica para el cromo es NO # 1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2 #, pero #color (azul) (1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1) #.

Curiosamente, el tungsteno es más estable con una disposición de electrones de # Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2 #.

Desafortunadamente, no hay una manera fácil de explicar estas desviaciones en el orden ideal para cada elemento.

Para explicar Cromo En la configuración electrónica, podríamos introducir:

  • los intercambiar energía #Tarta# (un factor mecánico cuántico estabilizador que es directamente proporcional al número de pares de electrones en la misma sub-capa o subshells de muy poca energía con giros paralelos)
  • los energía de repulsión coulombic #Foto# (un factor desestabilizador que es inversamente proporcional al número de pares de electrones)
  • Estos se combinan para producir una energía de apareamiento #Pi = Pi_c + Pi_e #.

El primero se está estabilizando y el segundo se desestabiliza, como se muestra a continuación (suponga que la configuración 2 está emparejando energía #Pi = 0 #):

Una explicación para Chromium, entonces, es que:

  • los maximizado intercambiar energía #Tarta# estabiliza esta configuración (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #). La maximización proviene de cómo hay #5# electrones no apareados, en lugar de solo #4# (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
  • los minimizado energía de repulsión coulombic #Foto# Estabiliza aún más esta configuración. La minimización viene de tener todos los electrones no pareados en el # 3d # y # 4s # (# 3d ^ 5 4s ^ 1 #), en lugar de un par de electrones en el # 4s # (# 3d ^ 4 4s ^ 2 #).
  • los tamaño orbital lo suficientemente pequeño significa que la densidad de electrones es no tan extendido como podría ser, lo que lo hace favorable suficiente para un giro total máximo para dar la configuración más estable.

Sin embargo, Tungsteno es # 5d # y # 6s # orbitales son más grandes que el # 3d # y # 4s # los orbitales (respectivamente) distribuyen la densidad electrónica lo suficiente como para que la energía de apareamiento (#Pi = Pi_c + Pi_e #) es lo suficientemente pequeño.

Cuanto más se distribuye la distribución de electrones, menor es la repulsión del par de electrones, y por lo tanto, la menor #Foto# es. Por lo tanto, el menor #Pi# es.

Así, el apareamiento de electrones es favorable. suficiente para el tungsteno.

No hay una regla dura y rápida para esto, pero esa es una explicación que se correlaciona con los datos experimentales.

Responder:

La configuración electrónica del cromo es # Ar 3d ^ (5) 4s ^ 1 #

Explicación:

El diagrama de nivel de energía típico que se ve en los libros de texto que muestran los 4s debajo del 3d está bien hasta el nivel de calcio.

Después de eso, el sub-shell 3d cae por debajo de los 4s en energía, pero la diferencia es muy pequeña. Las fuerzas de repulsión tienden a "empujar" los electrones hacia arriba al orbital 4s más grande donde la repulsión es menor.

Esta es la razón por la cual los electrones 4s se pierden primero cuando los elementos de la primera serie de transición se ionizan.

Esto también explica por qué la estructura electrónica de # Cr ^ (2 +) # es # Ar 3d ^ 4 #.

Los electrones 4s son los electrones de valencia externos que también definen el radio atómico.