Den elektroniske konfiguration af Fe er $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $. Så efter fjernelse af to elektroner bliver konfigurationen: $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6} $
Men hvorfor kan ikke elektronerne omarrangere sig selv for at give en mere stabil $ \ ce {[Ar] 3d ^ 5 4s ^ 1} $ -konfiguration?
Svar
Når jeg undersøgte forklaringen på dette fænomen, fandt jeg dette :
Det er naturligt at stille spørgsmålstegn ved, hvorfor en eller to elektroner normalt skubbes ind i en højere energi Orbital. Svaret er, fordi $ \ mathrm {3d} $ orbitaler er mere kompakte end $ \ mathrm {4s} $, og som et resultat vil enhver elektron, der kommer ind i $ \ mathrm {3d} $ orbitaler opleve større gensidig frastødning. Den lidt foruroligende funktion er, at selvom den relevante $ \ mathrm {s} $ orbital kan lindre sådan yderligere elektron-elektronafstødning, bruger forskellige atomer ikke altid fuld brug af denne form for ly, fordi situationen er mere kompliceret end netop beskrevet. En ting at overveje er, at nuklear afgift stiger, når vi bevæger os gennem atomerne, og der er et kompliceret sæt interaktioner mellem elektronerne og kernen såvel som mellem elektronerne selv. Det er det, der i sidste ende producerer en elektronisk konfiguration, og i modsætning til hvad nogle undervisere måtte ønske sig, er der ingen simpel kvalitativ tommelfingerregel, der kan klare denne komplicerede situation.
På en semi-relateret note ifølge en kilde jeg fandt (kildesiderne mange andre også), er det faktisk $ \ mathrm {3d} $ elektroner, der fyldes først, efterfulgt af $ \ mathrm {4s} $ elektroner. Dette forklarer mere tilfredsstillende, hvorfor $ \ mathrm {s} $ -elektronerne først går tabt i ioniseringen af $ \ mathrm {d} $ – overgangsmetalerne.
Svar
Din blanding med brugen af halv orbital. Når jern bliver til $ \ ce {Fe ^ 2 +} $, skal det donere to valanceelektroner væk, hvilket er ved den højeste energi (orbital $ \ ce {4s} $). Så derfor skriver vi $ \ ce {Fe ^ 2 +} $ som $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6} $.
Kommentarer
- Men i betragtning af at halvfyldte orbitaler har en særlig stabilitet, spørger OP, hvorfor er ' ta 4s1 3d5-konfiguration foretrukket frem for en 4s0 3d6-konfiguration.