Qual é a configuração eletrônica do cromo?

O configuração eletrônica para cromo é NÃO #1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^4 4s^2#, mas #color(blue)(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^1)#.

Curiosamente, o tungstênio é mais estável com um arranjo de elétrons de #[Xe]4f^14 5d^4 6s^2#.

Infelizmente, não há uma maneira fácil de explicar esses desvios na ordem ideal para cada elemento.


Explicar crômioda configuração eletrônica, poderíamos introduzir:

  • O trocar energia #Pi_e# (um fator mecânico quântico estabilizador que é diretamente proporcional ao número de pares de elétrons no mesmo subconjunto ou subconjuntos de energia muito próxima com rotações paralelas)
  • O energia de repulsão coulombic #Pi_c# (um fator desestabilizador inversamente proporcional ao número de pares de elétrons)
  • Estes se combinam para produzir uma energia de emparelhamento #Pi = Pi_c + Pi_e#.

O primeiro está estabilizando e o segundo está desestabilizando, como mostrado abaixo (suponha que a configuração 2 está emparelhando energia #Pi = 0#):

Inorganic Chemistry, Miessler et ai., Pág. 27

Uma explicação para o Chromium, então, é que:

  • O maximizada trocar energia #Pi_e# estabiliza essa configuração (#3d^5 4s^1#) A maximização vem de como existem #5# elétrons não emparelhados, em vez de apenas #4# (#3d^4 4s^2#).
  • O reduzido ao mínimo energia de repulsão coulombic #Pi_c# estabiliza ainda mais essa configuração. A minimização vem de ter todos os elétrons não emparelhados no #3d# e #4s# (#3d^5 4s^1#), em vez de um par de elétrons no #4s# (#3d^4 4s^2#).
  • O tamanho orbital pequeno o suficiente significa que a densidade eletrônica é não tão espalhado como poderia be, o que o torna favorável suficiente para uma rotação total máxima para fornecer a configuração mais estável.

Contudo, Tungstênio's #5d# e #6s# orbitais maiores que o #3d# e #4s# orbitais (respectivamente) espalha a densidade de elétrons o suficiente para que a energia de emparelhamento (#Pi = Pi_c + Pi_e#) é pequeno o suficiente.

Quanto mais a distribuição de elétrons se espalha, menor a repulsão dos pares de elétrons e, portanto, menor #Pi_c# é. Portanto, quanto menor #Pi# é.

Assim, o emparelhamento de elétrons é favorável suficiente para tungstênio.

Não existe uma regra rígida e rápida para isso, mas essa é uma explicação que se correlaciona com os dados experimentais.

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