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.
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)#