Schreiben Sie die Elektronenkonfigurationen im Grundzustand der folgenden Übergangsmetalle: `"V" ^ (5 +)`, `"Au" ^ (3 +)` und `"Fe" ^ (2 +)`?

Schauen wir uns zuerst die für das neutrale Atom an und arbeiten uns dann zum Kation vor.

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VANADIUM (V)

`"V"` is Ordnungszahl `23`, so ist seine Konfiguration `1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^3 4s^2`. Kurz gesagt ist es `[Ar] 3d^3 4s^2`. Dies ist eine erwartete Konfiguration. kein seltsames Element.

Da der `4s` Das Orbital hat eine höhere Energie, seine Elektronen werden zuerst entfernt. Nicht, dass es hier darauf ankommt, denn genau `5` Elektronen werden entfernt:

`color(blue)("V"^(5+) -> 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 -= [Ar])`

GOLD (III)

`"Au"` ist die Ordnungszahl `79`, so ist seine Konfiguration `1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^10 4s^2 4p^6 4d^10 5s^2 5p^6 4f^14 5d^10 6s^1`. Kurz gesagt ist es `[Xe] 4f^14 5d^10 6s^1`.

Dies ist nicht nur deshalb seltsam, weil Gold eine Füllung erwerben will `5d` subshell, aber eher auch etwas mit der hohen menge von relativistische Kontraktionseffekte; das `s` Elektronen bewegen sich nahe an der Lichtgeschwindigkeit und sind häufig weiter vom Kern als näher, schrumpft der Radius der `1s` Umlaufbahn von `~22%`und andere Orbitale auch ein bisschen.

Untersuchen wir die radial Dichte Verteilung dauert ebenfalls 3 Jahre. Das erste Jahr ist das sog. `6s`, `5d`, und `4f` Valenzorbitale, um zu sehen, wie sich herausstellt:

Bei weitem, die `4f` ist am durchdringendsten, was bedeutet, dass der größte Teil seiner Elektronendichte zentriert ist in der Nähe von der Goldkern. Weiter draußen sind die `5d` Elektronen und dann die `6s` Elektronen.

Dies legt nahe, dass die `6s` Orbital mit der höchsten Elektronendichte weiter draußen vom Kern, hat Elektronen, die sind weniger vom Zellkern angezogen (kleiner `Z_(eff)`) als die in der `5d` or `4f` Orbitale und enthält somit das erste Elektron Das ist am einfachsten während der Ionisation zu entfernen.

Die `5d` enthält das die nächsten zwei Elektronen das wird während der zweiten und dritten Ionisation entfernt.

Also würden wir bekommen:

`color(blue)("Au"^(3+) -> 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^10 4s^2 4p^6 4d^10 5s^2 5p^6 4f^14 5d^8 -= [Xe] 4f^14 5d^8)`

EISEN (II)

`"Fe"` ist die Ordnungszahl `26`, so ist seine Konfiguration `1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 4s^2`. Kurz gesagt ist es `[Ar] 3d^6 4s^2`. Dies ist eine erwartete Konfiguration. kein seltsames Element.

Die erste und die zweite Ionisation würden die `4s` Elektronen, die energiereicher sind als die `3d` Elektronen, so bekommen wir:

`color(blue)("Fe"^(2+) -> 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 -= [Ar] 3d^6)`