Tijdens het bestuderen van d-blokelementen kwam ik deze tabel tegen met de elektronische configuratie van de buitenste schil van elementen uit groep 10
$ \ ce {Ni} $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 3d ^ 8 $ $ 4s ^ 2 $
$ \ ce {Pd} $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 4d ^ {10} $ $ 5s ^ 0 $
$ \ ce {Pt } $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 5d ^ 9 $ $ 6s ^ 1 $
(Bron Concise Inorganic Chemistry, JD Lee, aangepast door S. Guha Pg 563)
Nu kan ik de reden hierachter niet begrijpen. Als we bedenken dat $ \ ce {Pd} $ zijn configuratie heeft gewijzigd. om stabiliteit te bereiken, wat is er dan mis met $ \ ce {Ni} $ en $ \ ce {Pt} $ ? En moet de elektronische configuratie van de grondtoestand in de buitenste schil niet hetzelfde zijn in elementen in een groep?
Bewerken
Aan degenen die mijn vraag hebben gemarkeerd als een duplicaat van de genoemde, verzoek ik nederig om uit te leggen welk antwoord op de bovengenoemde vraag (waarvan de mijne is gemarkeerd als een duplicaat van ) vertelt over het abnormale gedrag van elementen uit groep 10 en waarom $ \ ce {Zn} $ aanneemt dat $ d ^ {10} $ config en geen van de anderen in de groep doen hetzelfde en opnieuw gaat $ \ ce {Pt} $ uit van een $ 5d ^ 9 6s ^ 1 $ config, terwijl $ \ ce {Ni} $ dat niet doet. Geef ook aan waar ik kan vinden een antwoord op waarom in deze specifieke gro er is geen gelijkenis in de elektronische configuratie van de grondtoestand zwart-wit elementen van de groep. Bedankt.
Opmerkingen
- Er zijn relativistische effecten in Pt, die leiden tot stabilisatie van 6s en destabilisatie van 5d
- @ orthocresol als $ \ ce {Pd} $ $ d ^ {10} $ config kan tonen vanwege verhoogde stabiliteit, waarom is dit niet het geval met $ \ ce {Ni} $. Bovendien is niet ‘ t de energie die nodig is om elektronen in d orbitalen te paren groter dan het paren van elektronen in s.
- gerelateerd chemistry.stackexchange.com/questions/2469/ …
- mogelijk duplicaat van chemie .stackexchange.com / Questions / 2660 / … en van chemistry.stackexchange.com/questions/35487/ …
- @Mithoron maar waarom $ \ ce {Ni} $ anders is, zou het ook $ \ ce {Pd} $ of moeten hebben gevolgd $ \ ce {Pt} $. Bovendien zien we dat elementen die tot een bepaalde groep behoren een vergelijkbare elektronische configuratie vertonen, maar waarom in deze specifieke groep verschillende elementen verschillende wegen inslaan om stabiliteit te bereiken. Maak het ‘ niet erg, maar ik heb gevraagd naar de groep als geheel en niet naar de enkele uitzonderingen. Trouwens, de links die u heeft opgegeven, zijn nuttig 😊.
Antwoord
Ik denk dat de relevante vergelijking zou moeten zijn met de eerdere overgangsmetaalgroepen waarin $ s ^ 2 $ configuraties meer overheersen.
In multielectronatomen werken elektronen op een zodanige manier samen dat voor een bepaalde schaal kwantumgetal $ n $ , de orbitalen met een hoger totaal impulsmoment $ l $ worden verhoogd, dus bijvoorbeeld $ 3d $ ( $ n = 3, l = 2 $ ) wordt hoger dan $ 3p $ ( $ n = 3, l = 1 $ ). Dit impulsmomenteffect is het belangrijkst wanneer de orbitalen goed afgeschermd zijn met een lage effectieve nucleaire lading, waarbij de elektron-elektron interacties niet overspoeld worden door elektron-kern interacties.
In eerdere overgangsgroepen hebben de valentieschalen deze lage effectieve nucleaire lading en het impulsmomenteffect is in vergelijking zo sterk dat de $ d $ valentie subshell wordt verhoogd boven de $ s $ subshell, zelfs met een hoger $ n $ kwantumgetal. In de vierde periode zien we bijvoorbeeld $ 3d $ orbitalen pas gevuld na $ 4s $ in neutrale atomen. Niet zozeer in de ionen, waar ionisatie de resterende elektronen met een effectievere nucleaire lading achterlaat, daarom zien we in plaats daarvan vaak $ d $ als $ s $ subshell-elektronen die in de vroege overgangsionen achterblijven.
Maar tegen de tijd dat we bij de latere overgangsmetalen komen, is de effectieve nucleaire lading zelfs in de neutrale atomen toegenomen, de lagere $ n $ $ d $ subshell wordt verlaagd ten opzichte van de hogere $ n $ $ s $ subshell, en we beginnen een grotere voorkeur te zien voor de $ d $ subshell die als eerste wordt gevuld. Tegen de tijd dat we bij groep 12 komen, is deze overgang voltooid en blijven alleen de $ s $ elektronen valentie-elektronen, behalve mogelijk in extreme omstandigheden.
Answer
Hier toont Platinum de configuratie van de d9 s1 vanwege het relativistische effect van 6s orbitaal. Dat is inert tegen oxidatie.
Maar in het geval van Pd is het de d10-configuratie vanwege de volledig gevulde zeer stabiele 4d-orbitaal. Maar Ni kan deze configuratie niet laten zien. Als het op het geval van Ni aankomt, heeft het een 3d-orbitaal in zijn valentieschil, dus het is niet zo groot en kan geen spin-pairing-energie leveren. Dus de configuratie toont d8 s2. Daarom vertoont dit groepselement analoog gedrag.
Reacties
- Welkom bij Chemistry.se! Van deze verklaring , Kan ik de punten niet echt met elkaar verbinden. Wat bedoel je met ‘ kan geen energie voor spin-pairing leveren ‘?