Elektronkonfigurationen för Rh är 5s1 4d8. När den förvärvar en elektron, får den en fullständig d-omlopp?


Bästa svaret

Bra fråga!

Ja, det gör det. Den elektroniska konfigurationen av Pd är 4D10.

Nu om du frågar om elektronkonfigurationen för Rh-anjonen, är jag rädd att jag kommer att behöva passera på att svara på det. Jag tittade och den enkla metallanjonen är inte känd (eller den är i en ganska obskur journal). Min bästa gissning är att det kommer att se ut som Pd (4d10) eftersom energin för att para ihop en 5s-elektron borde vara större än energin för att para ihop en 4d-elektron, men det är mer ett filosofiskt argument (hypotes) än ett vetenskapligt baserat observation.

Svar

Detta är faktiskt ett ganska komplicerat ämne, men svaret är i huvudsak att begreppet elektronisk konfiguration för Pd och Pt inte ens är ett väldefinierat begrepp att börja med och kan faktiskt ha liten eller ingen överensstämmelse med den fysiska verkligheten. Här är en sammanfattning av varför det är komplicerat:

1. Begreppet elektronisk konfiguration börjar brytas ned för de högre elementen, för att en elektronisk konfiguration existerar antas elektronerna fylla orbitaler som liknar väteatomens orbitaler. Det är här nomenklaturen 1s, 2p, 3d, … faktiskt kommer ifrån. I atomer med många elektroner bryts denna bild ner eftersom orbitalerna i dessa atomer faktiskt inte liknar väteorbitaler. De främsta orsakerna till denna nedbrytning är a) relativistiska effekter (den förväntade hastigheten hos elektroner i dessa orbitaler närmar sig en betydande bråkdel av ljusets hastighet) b) elektronkorrelation (närvaron av elektroner i andra orbitaler påverkar signifikant elektronernas egenskaper i andra orbitaler)

2. Effekten av elektronkorrelation är allvarligare än att bara snedvrida orbitaler, det betyder också att själva begreppet elektronkonfiguration är otillräcklig för att beskriva atomens fysikaliska och kemiska egenskaper. Detta är vad som gör kondenserad fysik så komplicerad och varför den är en stor utmaning att hämta kemi från kvantmekanik, trots påståenden från fysiker som Paul Dirac. Det är ibland bekvämt att skilja mellan två typer av elektronkorrelation:

a)

Nondynamisk korrelation : det finns atomer för vilka en enda elektronisk konfiguration inte är tillräcklig för att beskriva marktillståndet, dvs de uppvisar så kallat multireferenskaraktär .

b) Dynamisk korrelation : själva närvaron av elektroner i vissa orbitaler kan kraftigt ändra formen (och därmed fysiska egenskaper) hos elektroner i andra orbitaler. Det faktum att elektroner alla är negativt laddade och att liknande laddningar stöter bort ignoreras mestadels i en-elektronteorier som Hartree-Fock-teorin.

3. Det finns också frågan om vad som kallas befolkningsanalys : med tanke på att alla elektroner är oskiljbara, hur kan du räkna ut vilka som är i en, säg, 3d-omlopp , med tanke på dess vågfunktion? Det visar sig att det inte finns något unikt sätt att beräkna detta och att du ofta kan få mycket olika svar beroende på hur du gör denna beräkning. Till exempel är tre mycket vanliga metoder Mulliken befolkningsanalys, Lowdin befolkningsanalys och naturlig befolkningsanalys. De skiljer sig alla i hur de behandlar koherens (intrassling) mellan elektroner i olika orbitaler, vilket kan resultera i olika populationer.

Sammanfattning: begreppet elektronisk konfiguration förkastar flera ofta okända uppskattningar för den faktiska elektroniska strukturen hos en atom eller molekyler. Dessa approximationer bryts ner för tunga atomer, vilket gör själva begreppet elektronisk konfiguration svårt att fastställa exakt. Ändå är detta nästan säkert inte det svar man förväntar sig på AP Chemistry-nivån.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *