铬的电子配置是什么?

铬的电子配置是什么?
Anonim

铬的电子构型是 #1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 4 4s ^ 2#但是 #color(蓝色)(1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 3d ^ 5 4s ^ 1)#.

有趣的是,钨的电子排列更稳定 #Xe 4f ^ 14 5d ^ 4 6s ^ 2#.

不幸的是,没有简单的方法来解释每个元素的理想顺序的这些偏差。

解释 铬 的电子配置,我们可以介绍:

  • 交换能量 #馅饼# (稳定的量子力学因子,与同一子壳中的电子对数或与平行自旋的非常近能的子壳成正比)
  • 库仑排斥能量 #Pi_c# (与电子对数成反比的不稳定因素)
  • 这些结合起来产生整体 配对能量 #Pi = Pi_c + Pi_e#.

前者是稳定的,后者是稳定的,如下所示(假设配置 2 是在配合能量 #Pi = 0#):

然后,Chromium的一个解释是:

  • 该 最大化 交换能量 #馅饼# 稳定这种配置(#3d ^ 5 4s ^ 1#)。最大化来自于它的存在方式 #5# 不成对的电子,而不仅仅是 #4# (#3d ^ 4 4s ^ 2#).
  • 该 最小化 库仑排斥能量 #Pi_c# 进一步稳定了这种配置。最小化来自于所有未配对的电子 #3D##4S# (#3d ^ 5 4s ^ 1#),而不是一个电子对 #4S# (#3d ^ 4 4s ^ 2#).
  • 足够小的轨道尺寸 意味着电子密度是 不像它那样散开 可以 是 ,这使它有利 足够 最大总旋转以提供最稳定的配置。

然而, 钨 的 #5D##6S# 轨道大于 #3D##4S# 轨道(分别)分散电子密度足够配对能量(#Pi = Pi_c + Pi_e#)足够小。

电子分布越均匀,电子对排斥越少,因此电子分布越少 #Pi_c# 是。因此,较低 #PI# 是。

因此,电子配对是有利的 足够 对于钨。

对此没有严格的规则,但这是与实验数据相关的解释。

回答:

铬的电子构型是 #氩 ^三维(5)4S ^ 1#

说明:

您在教科书中看到的典型能量水平图显示了3D下面的4s,这对钙来说是可以接受的。

之后,3d子壳的能量低于4s,但差异非常小。然后排斥力倾向于“推动”电子进入较大的4s轨道,其中排斥力较小。

这就是当第一过渡系列的元素电离时,4s电子首先丢失的原因。

这也解释了为什么电子结构 #铬^(2 +)##氩 3D ^ 4#.

4s电子是外部电价电子,也定义了原子半径。