Konfiguracja elektronowa Rh to 5s1 4d8. Kiedy pozyskuje jeden elektron, czy uzyskuje pełny d-orbital?


Najlepsza odpowiedź

Dobre pytanie!

Tak. Elektroniczna konfiguracja Pd to 4D10.

Teraz, jeśli pytasz o konfigurację elektronową anionu Rh, obawiam się, że będę musiał przejść przez odpowiedź na to pytanie. Spojrzałem i pojedynczy anion metalu nie jest znany (lub jest w dość niejasnym dzienniku). Domyślam się, że będzie wyglądać jak Pd (4k10), ponieważ energia potrzebna do sparowania elektronu 5s powinna być większa niż energia potrzebna do połączenia elektronu 4d, ale jest to bardziej filozoficzny argument (hipoteza) niż naukowy obserwacji.

Odpowiedź

Właściwie jest to dość skomplikowany temat, ale odpowiedź jest zasadniczo taka, że ​​pojęcie konfiguracji elektronicznej dla Pd i Pt nie jest nawet dobrze zdefiniowaną koncepcją na początek z fizyczną rzeczywistością i mogą mieć niewielki lub żaden związek z rzeczywistością. Oto podsumowanie, dlaczego jest to skomplikowane:

1. Pojęcie konfiguracji elektronowej zaczyna się rozpadać dla wyższych pierwiastków, ponieważ aby istniała konfiguracja elektroniczna, zakłada się, że elektrony zapełniają orbitale przypominające orbitale atomu wodoru. Stąd właściwie pochodzi nomenklatura 1s, 2p, 3d…. W atomach z wieloma elektronami ten obraz się załamuje, ponieważ orbitale w tych atomach w rzeczywistości nie przypominają orbitali wodorowych. Głównymi przyczynami tego rozpadu są a) efekty relatywistyczne (oczekiwana prędkość elektronów w tych orbitali zbliża się do znacznej części orbitali prędkość światła) b) korelacja elektronowa (obecność elektronów na innych orbitalach znacząco wpływa na właściwości elektronów na innych orbitali)

2. Efekt korelacja elektronów jest poważniejsza niż tylko zniekształcanie orbitali, oznacza to również, że samo pojęcie konfiguracji elektronów jest niewystarczające do opisania fizycznych i chemicznych właściwości atomu. To właśnie sprawia, że ​​fizyka materii skondensowanej jest tak skomplikowana i dlaczego jest Wyprowadzenie chemii z mechaniki kwantowej jest wielkim wyzwaniem, pomimo twierdzeń fizyków, takich jak Paul Dirac. Czasami wygodnie jest rozróżnić dwa typy korelacji elektronów:

a)

korelacja nondynamiczna : są atomy, dla których pojedyncza konfiguracja elektroniczna nie jest wystarczająca do opisania stanu podstawowego, tzn. wykazują to, co jest znane jako znak wieloreferencyjny .

b) Dynamiczna korelacja : sama obecność elektronów na pewnych orbitaliach może głęboko zmienić kształt (a tym samym właściwości fizyczne) elektronów w inne orbitale. Sam fakt, że wszystkie elektrony są naładowane ujemnie i że podobne ładunki odpychają, jest przeważnie ignorowany w teoriach jednoelektronowych, takich jak teoria Hartree-Focka.

3. Powstaje też pytanie o to, co nazywa się analizą populacji : biorąc pod uwagę, że wszystkie elektrony są nie do odróżnienia, jak można dowiedzieć się, które z nich znajdują się na, powiedzmy, trójwymiarowej orbicie , biorąc pod uwagę jego funkcję falową? Okazuje się, że nie ma jedynego sposobu, aby to obliczyć, i często można uzyskać bardzo różne odpowiedzi w zależności od tego, jak wykonujesz te obliczenia. Na przykład trzy bardzo powszechne metody to analiza populacji Mullikena, analiza populacji Lowdina i analiza populacji naturalnej. Wszystkie różnią się sposobem, w jaki traktują koherencję (splątanie) między elektronami na różnych orbitałach, co może skutkować różnymi populacjami.

Podsumowanie: pojęcie konfiguracji elektronicznej przeczy kilku często niedocenianym przybliżeniom faktycznej struktury elektronowej atom lub cząsteczki. Te przybliżenia załamują się dla ciężkich atomów, przez co samo pojęcie konfiguracji elektronicznej jest trudne do precyzyjnego określenia. Niemniej jednak prawie na pewno nie jest to odpowiedź, której można się spodziewać na poziomie chemii AP.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *