Wiem, że konfiguracja elektronowa wanadu to $ [\ ce {Ar}] \ mathrm {4s ^ 2 3d ^ 3} $.
Żaden z elektronów podpowłoki 3D nie jest sparowany. Czy po utracie tych trzech elektronów nie powinno się sparować pozostałych elektronów? Jak $ \ ce {V ^ {3 +}} $ może być paramagnetyczny, jeśli straci wszystkie niesparowane elektrony?
Odpowiedź
Oprócz ogólnych zasad obliczania konfiguracji elektronicznych atomów i jonów, elementy z $ \ mathrm {d} $ -block (inaczej metale przejściowe ) przestrzegają jednej specjalnej zasady:
Ogólnie elektrony są usuwane z powłoki walencyjnej $ \ mathrm {s} $ -orbitale, zanim zostaną usunięte z wartościowości $ \ mathrm {d} $ -orbitale, gdy metale przejściowe są jonizowane.
(to sformułowanie zaczerpnąłem z tych notatek do wykładów online , ale w swoich podręczniki.)
A więc w oznacza to, że jeśli usuniesz elektrony z wanadu (0), usuniesz $ \ mathrm {4s} $ elektrony przed usunięciem $ \ mathrm {3d} $ -electrons. Masz więc następujące konfiguracje elektroniczne:
$ \ ce {V} $ to $ \ ce {[Ar]} \ mathrm {4s ^ 2 3d ^ 3} $
$ \ ce {V ^ 2 +} $ to $ \ ce {[Ar]} \ mathrm {4s ^ 0 3d ^ 3} $
$ \ ce {V ^ 3 +} $ to $ \ ce {[Ar]} \ mathrm {4s ^ 0 3d ^ 2} $
$ \ ce {V ^ 4 +} $ to $ \ ce {[Ar]} \ mathrm {4s ^ 0 3d ^ 1} $
$ \ ce {V ^ 5 +} $ to $ \ ce {[Ar]} \ mathrm {4s ^ 0 3d ^ 0} $
I tak $ \ ce {V ^ 3 +} $ jest paramagnetyczny, ponieważ ma dwie niesparowane klasy $ \ mathrm {3d} $ -elektronów. W rzeczywistości wszystkie powyższe jony są paramagnetyczne, z wyjątkiem $ \ ce {V ^ 5 +} $ .