Den elektroniska konfigurationen för Fe är $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6 4s ^ 2} $. Efter att ha tagit bort två elektroner blir konfigurationen: $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6} $
Men varför kan inte elektronerna ordna om sig själva för att ge en mer stabil $ \ ce {[Ar] 3d ^ 5 4s ^ 1} $ -konfiguration?
Svar
När jag undersökte förklaringen till detta fenomen hittade jag detta :
Det är naturligt att ifrågasätta varför en eller två elektroner vanligtvis trycks in i en högre energi Orbital. Svaret beror på att $ \ mathrm {3d} $ orbitaler är mer kompakta än $ \ mathrm {4s} $, och som ett resultat kommer alla elektroner som kommer in i $ \ mathrm {3d} $ orbitaler att uppleva större ömsesidig avstötning. Funktionen är att även om den relevanta $ \ mathrm {s} $ -banan kan lindra sådan ytterligare elektronelektronavstötning, använder olika atomer inte alltid denna form av skydd helt och hållet eftersom situationen är mer komplicerad än just beskrivet. En sak att tänka på är att kärnkraftsladdningen ökar när vi flyttar genom atomerna, och det finns en komplicerad uppsättning interaktioner mellan elektronerna och kärnan såväl som mellan elektronerna själva. Det är det som i slutändan producerar en elektronisk konfiguration, och i motsats till vad vissa lärare kanske önskar finns det ingen enkel kvalitativ tumregel som klarar denna komplicerade situation.
På en semi-relaterad anteckning, enligt en källa jag hittade (källplatserna många andra också) är det faktiskt $ \ mathrm {3d} $ elektroner som fylls först, följt av $ \ mathrm {4s} $ elektroner. Detta förklarar på ett mer tillfredsställande sätt varför $ \ mathrm {s} $ -elektronerna först går förlorade vid joniseringen av $ \ mathrm {d} $ – blockeringsövergångsmetaller.
Svar
Din blandning med att använda en halv orbital. När järn blir till $ \ ce {Fe ^ 2 +} $, måste det donera två valanselektroner bort, vilket är med den högsta energin (orbital $ \ ce {4s} $). Så därför skriver vi $ \ ce {Fe ^ 2 +} $ som $ \ ce {[Ar] 3d ^ 6} $.
Kommentarer
- Men med tanke på att halvfyllda orbitaler har en speciell stabilitet frågar OP varför inte ' ta 4s1 3d5-konfiguration föredras framför en 4s0 3d6-konfiguration.