Electronic Configuration of Vanadium
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I can't understand why configuration of vanadium is [Ar] 3d3 4s2. It's well known that for Z>= 21, so for all d-block elements 4s orbitali has greater energy than 3d orbital. Anyway If I wold promote 2 electrons from 4s2 to 3d3, I will obtain 3d5 and 4s0 that I think it would be a more stable configuration, because I have a half filled d orbital (Hund's Rule), that means stabilization of atom. This rule is sometimes applied, like in Cr : [Ar] 3d5 4s1 . So I would like to know If this rule must be applyed in all cases or sometimes works and sometimes not, so we have to memorize configurationof each element? Thanks in advanced

Vanno bene anche risposte in italiano, grazie.
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In questo argomento non sono molto ferrato, ma secondo me l'errore sta nella premessa secondo cui gli orbitali 4s avrebbero energia maggiore dei 3d. Per quanto mi ricordo è il contrario. D'altra parte lo confermi implicitamente poco dopo, parlando di promozione di 2 elettroni dal 4s al 3d.

Riassumendo:

-gli orbitali 4s hanno energia minore quindi vengono riempiti prima

- nel caso del cromo l'energia necessaria a promuovere un elettrone è minore di quella di stabilizzazione dovuta all'avere i cinque orbitali 3d semipieni, quindi la cosa "conviene" (il bilancio energetico è favorevole)

- nel caso del vanadio si dovrebbero promuovere due elettroni. L'energia necessaria è troppo grande rispetto a quella che si guadagnerebbe in base alla regola citata, quindi la configurazione elettronica rimane quella trovata riempiendo gradualmente gli orbitali secondo l'ordine di energia crescente.
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Utente di Answers
No guarda, l'assunzione fatta è più che vera ed è visibile dal grafico Z vs energia presente nel libro Shriver and Atkins (gettonatissimo libro di inorganica) che mi dispiace non poter mostrati, ma che conferma che per Z>= 21 l'enegia del 3d è minore del 4s. Continuando a studiare sono arrivato al risultato più plausibile in base a vari fattori e a vari altri elementi: il riempimento elettronico dipende esclusiavamente dall'ordine crescente di energia degli orbitali, ma questa energia varia in base al numero atomico (e quindi alla penetrazione e allo shileding) e in base alla repulsione fra elettroni. Evidentemente nel vanadio con d5 si avrebbe una repulsione elettronica troppo grande rispetto al guadagno energetico avendo half filling, e questo è spiegabile col fatto che un orbitale d è nel complesso più compatto di uno s, quindi 2 elettroni stanno meglio in un orbitale s che in uno d poichè posso distanziarsi di più.
Grazie lo stesso
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il discorso è semplice gli orbitali n-1 d e ns sono molto vicini in energia. Secondo l'aufbau gli orbitali che si riempiono per primi sono gli n s, ma, poichè lo scarto è cmq piccolo si possonoa avere eccezioni. Le eccezioni si prevedono per Cr e Cu perche una s1d5 è preferita ad una s2d4 e una s1d10 è preferita ad una s2d9.
Le configurazioni d5 e d10 sono particolarmente stabili perche hanno un elettrone in ogni orbitale d nel primo caso e hanno il guscio completo, con 2 elettroni per ogni orbitale d nel secondo caso.

Il fatto che secondo l'aufbau gli orbitali ad essere riempiti per primi siano gli ns non ti dve far confondere, infatti, in caso di ioni mettallici, come nei complessi, i primi elettroni ad essere rimossi sono gli ns che essendo più esterni sono schermati e risentono di una carica efficace minore rispetto agli elettroni negli n-1 d. Infatti i complessi sono caratterizzati dagli elettroni negli orbitali d. quindi mentre il Mn ha configurazione s2d5 il Mn2+ ha config d5.
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Si quello che hai detto è vero, ma non hai risposto al mio quesito, cioè in base a tutto ciò come spieghi che il vanadio non sfrutta la possibilità di avere un d5, o meglio: non lo fa perchè evidentemente (come spiegato sopra) il guadagno energetico in repulsione elettronica è maggiore in questo modo rispetto al guadagno energetico avuto con 5 elettroni in d e nessuno in s, ma allora come faccio a prevedere questo comportamento??
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per il vanadio d5 sono d'accordo con quanto hai detto!!
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Non ho quel libro ma ho presente il grafico di cui parli. Lo trovi anche nella seconda pagina di questo pdf: http://www.chem.uniroma1.it/gigli/ap-corr.pdf

A questo punto la domanda è: "che energia è quella in y in questo diagramma" ? Chiaramente non è l'energia degli orbitali idrogenoidi, ma allora i contributi di repulsione elettronica e di accoppiamento di cui parlate non dovrebbero essere già inclusi?

Scusate se insisto ma ormai la questione interessa anche a me. Non ho capito perchè secondo voi il vanadio non è un 3d5, se l'ordine di energia degli orbitali, secondo cui applicare il principio di aufbau e costruire la configurazione elettronica, è quello della figura.
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secondo me invece l'energia aldilà che sia di orbitali idrogenoidi (si può parlare di 3d e 4s anche se sono vuoti) o no, il fatto è che forse questa energia non tiene conto delle repulsioni; infatti ci vorrebbe un grafico per ciascun Z, cioè per ciascuna situazione in fatto di repulsioni. Quindi concludo che questo diagramma è di grande importanza ma non dice in assoluto quale è la configurazione di ogni elemento, che è visibile qui e che non corrisponde sempre con il suddetto grafico www.google.it/search?q=the+electron+configuration+of+elements&rlz=1C1ASUT_enIT576IT576&es_sm=122&tbm=isch&imgil=g1P13y4Xl9HOSM%253A%253Bhttps%253A%252F%252Fencrypted-tbn1.gstatic.com%252Fimages%253Fq%253Dtbn%253AANd9GcSiEthBm1ZNi1dNHJYl-F29Oq9p3hfV_aE_NAD5
Grazie per l'interesse e per aver risposto, se avete notizie più precise scrivete, altrimenti io mi ritengo soddisfatto delle conclusioni tratte.
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io me la sono spiegata esattamente come te (un pò come nella teoria del campo cristallino nella configurazione tra alto o basso spin) la configurazione dipende dal guadagno energetico totale: somma di una spesa per promuovere un elettrone e un guadagno dato da un guscio semi riempito.
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Per And il vanadio ha configurazione 4s23d3 solo nei complessi di V(0) come V(CO)6 [chiaramente un legante in grado di accettare retrodonazione (come il CO appunto) aiuta a stabilizzare il complesso] ha configurazione d5.
Il centro metallico, già di per se abbastanza ricco di elettroni (ha 5 elettroni e una carica neutra), in seguito alla donazione sigma si trova ad avere un eccesso di carica negativa, il metallo tende retrodona l'eccesso di carica negativa sui leganti, ammesso che questi la possino accettare.
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