6 votos

Reorganización durante la ionización para los elementos del bloque d

Esta es una cita de mi libro de texto :

La tendencia irregular en la primera entalpía de ionización de los metales 3d, puede explicarse considerando que la eliminación de un electrón altera las energías relativas de los orbitales 4s y 3d. Así, los iones unipositivos tienen una configuración dn sin electrones 4s, por lo que hay una energía de reorganización que acompaña a la ionización con algunas ganancias en la energía de intercambio a medida que aumenta el número de electrones y por la transferencia de electrones s a los orbitales d. Sin embargo, el valor de Cr es menor debido a la ausencia de cualquier cambio en la configuración d.

Lo que entiendo básicamente de esto es que durante la primera ionización, el electrón se pierde de $\mathrm{4s}$ orbital porque tiene mayor energía y forma un ion uni-positivo y el electrón restante se transfiere de nuevo a $\mathrm{3d}$ orbital de menor energía como brecha energética entre $\mathrm{3d}$ y $\mathrm{4s}$ baja. Esta transición de los electrones hacia el orbital inferior da una disminución neta de la entalpía de ionización (donde la energía se libera como energía de reorganización). Pero no entiendo lo que mencionan sobre $\ce{Cr}$ .

https://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/3d4sproblem.html

En este sitio cuando explican sobre la configuración electrónica del Vanadio se ha mencionado que el Vanadio en su estado de ion unipositivo tiene 4 electrones en $\mathrm{3d}$ en lugar de 3 electrones en $\mathrm{3d}$ y 1 electrón en $\mathrm{4s}$ que apoya la idea de que los electrones se transfieren de $\mathrm{4s}$ a $\mathrm{3d}$ .

¿Es cierto que durante la ionización hay una transferencia de electrones desde $\mathrm{4s}$ a $\mathrm{3d}$ ¿Por qué el texto menciona la reorganización y la entalpía de intercambio al hablar de la ionización?

Fuente del texto Libro de texto NCERT ( $\mathrm{d}$ - y $\mathrm{f}$ -bloques, página 215)

2voto

MaHuJa Puntos 451

Como se indica en el libro de texto, la energía relativa de los orbitales atómicos no es fija cuando se empieza a ionizar el átomo. A medida que se ioniza, todos los orbitales disminuyen su energía. Sin embargo, los orbitales de mayor momento angular caen más que los de menor momento, y específicamente en tu caso, el $\mathrm{3d}$ orbitales caen por debajo del $\mathrm{4s}$ orbitales. Así que consideremos el vanadio, el átomo tiene un $\mathrm{[Ar]4s^23d^3}$ configuración, pero después de ionizarlo, el $\mathrm{3d}$ orbitales caen por debajo del $\mathrm{4s}$ y se obtiene $\mathrm{[Ar]3d^4}$ como la configuración electrónica del $\ce{V+}$ ion. Así que su energía de ionización medida incluye tanto la energía que se necesita para eliminar un electrón de $\ce{V}$ y también algo de energía de reorganización. Sabes que hay algo de energía de reorganización ya que dos electrones (ambos $\mathrm{4s}$ ) se han "movido" pero sólo se ha eliminado uno.

Ahora, ¿qué pasa con $\ce{Cr}$ ? Recordemos que $\ce{Cr}$ es un poco especial y tiene un $\mathrm{[Ar]3d^54s^1}$ configuración cuando es neutral. Después de quitar un electrón (en este caso, un $\mathrm{4s}$ uno), tenemos un $\mathrm{[Ar]3d^5}$ configuración para $\ce{Cr+}$ . Obsérvese que no ha tenido que desplazarse ningún electrón además del que hemos eliminado. Así que no hay energía de reorganización en el caso de $\ce{Cr}$ como los apuntes de su libro de texto.

-1voto

Lazylabs Puntos 143

Se menciona el Cr ya que en el Cr existe la configuración d5 que es estable por lo que no se produce transferencia de electrones de los orbitales s a los d. Por eso la 1ª entalpía de ionización es menor debido a la ausencia de reorganización y energía de intercambio

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X