Secundaria Conf. electronicas

[Jorge 2014]

Tengo unas preguntas sobre por qué pasa esto:

Configuración del Cu como seria normal: $1{s}^{2}2{s}^{2 }2{p}^{6}3{s}^{2}3{p}^{6}4{s}^{2}3{d}^{9}$

Configuración real del Cu: $1{s}^{2}2{s}^{2}2{p}^{6}3{s}^{2}3{p}^{6}4{s}^{1}3{d}^{10 }$

¿Por qué ocurre eso (por qué no es la configuración normal, sino que el orbital 4s cede e- al 3p)?¿Es sólo al Cu y a la Ag?

[MrM]

Re: Conf. electronicas

La explicación que me han dado a mí (primero de universidad) es que si la capa (n-1)d está llena (10) o semillena (5), el átomo adquiere una configuración especialmente estable, y por ello algunos metales de transición tienen configuraciones electrónicas que no les corresponden.
Si no me equivoco ocurre lo mismo con el cromo, cuya configuración debería ser $[Ar]4{s}^{2}3{d}^{4}$, y sin embargo es $[Ar]4{s}^{1}3{d}^{5}$.

Ahora bien, si me preguntas por qué esa configuración es especialmente estable, no tengo ni idea. Cuando le pregunté a mi profesora, me dijo que eso era asunto de químicos, no de físicos, así que no me respondió. Quizás alguien del foro lo sepa.

Un saludo.

[The Higgs Particle]

Re: Conf. electronicas

Yo lo que he leído es que la diferencia de energía entre los niveles $4s$ y $3d$ es muy pequeña, por lo que los electrones se "permiten" saltos entre unos y otros. Además de esto, es más estable (tiene menor energía), una subcapa (como la $d$ o la $s$) en la cual los orbitales (${d}_{1}, {d}_{2}, {d}_{3}...$) tienen el mismo número de electrones. Esto es consecuencia del impulso angular. Pasa lo mismo en una lavadora: si la ropa está toda repartida uniformemente, la lavadora rota uniforme y eficazmente; mientras que si no está uniformemente repartida, el movimiento es más costoso e ineficaz (además de que vibra un montón). Por lo tanto, el objetivo es que todos los orbitales tengan el mismo número de electrones, lo cual sólo se consigue teniendo el subnivel lleno o semilleno como ${d}^{5}$ (de esta forma, hay 1 electrón en ${d}_{1}$, otro en ${d}_{2}$, y así sucesivamente)o ${d}^{10}$ (2 electrones en cada orbital).

Aplicado a este caso: si tenemos $[Ar]4{s}^{2}3{d}^{9}$, aunque el orbital $4s$ está uniforme (lleno), el $3d$ no (en 4 orbitales hay 2 electrones, pero el el último sólo hay 1 electrón), es relativamente poco estable. Es más estable que el $4s$ ceda un electrón al nivel $d$, de forma que ahora el $3d$ se llena (10 e-) y se queda uniforme. Por otra parte, como el $s$ es un sólo orbital, ahora se queda medio lleno, igualmente estable.

Pero también es extraño, porque si sólo es válida la configuración $[Ar]4{s}^{1}3{d}^{5}$, ¿por qué el $Cu$ tiene valencia 2 además de 1?

[quasarilla]

Re: Conf. electronicas

La teoria del Campo Cristalino dice que los orbitales d se encuentran degenerados, por lo tanto no todos los d tienen la misma energia y dependiendo dond se coloquen estos electrones se encuentran configuraciones mas estables.