Cu ion的問題

Question

4s orbital的能量低過3d的，但是點解transition metals form ion的時候，如cu,form左cu2+的時候，個electron configuration會是[Ar] 3d9,而不是[Ar] 3d7 4s2?這樣electron的energy不是小些，即更stable嗎？

我是問４ｓ的能量明明是小過３ｄ，點解ｃｕ２＋裹面３ｄ的電子不會上去４ｓ。這樣不是會使整個ｉｏｎ更ｓｔａｂｌｅ嗎？

差一點就明：３ｄ去４ｓ點解要能量？３ｄ電子的能量是高過４ｓ的，所以３ｄ電子由高ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｅｎｅｒｇｙ去到低ｄ　ｐｅ的４ｓ，不是應該不用能量的嗎？即好像５ｓ去４ｓ會是自動的一樣。

Answer 1

actually,when the 3s orbital filled with electrons,the 3d orbital will repel upward above the 4s orbital, thus, electrons will fill into 4s orbital first!~
as u know, 3d orbital can fill with 10 electrons, cu atom have 29 electrons, then coz fiiling 10 electrons in 10 electrons in the 3d orbital is fully filled and have an extra stability,so leaving 1 electron in the 4s orbital.
however, when cu become an ion, the first elecron lose is the one in the 4s orbital, then is the electrons in the 3d orbital.
so enerhy required of taking 1 electron from the 3d orbital is lower than that by taking 3 electrons.

Answer 2

另一個答案好一點

Answer 3

其實第一位網友已經解釋了你的問題.
如cu,form左cu2+的時候，個electron configuration會是[Ar] 3d9,而不是[Ar] 3d7 4s2?這樣electron的energy不是小些，即更stable嗎？
你要知道, 一個離子的電子會不會promote,及其穏定性,electron configuration只佔少部份,而其原子的穏定性,大部份是由enthalpy of solution.即[Cu2+(aq) 是比Cu+(aq)更穏定的,即使Cu+的electron configuration是3d10而Cu2+的electron configuration是3d9]
參考http://www.chemistry-react.org/go/default/Faq/Faq_8952.html
而你的說法看起來是合理的因為
(1)當3d電子填入4s orbital時,4s orbital變成全滿了, 這樣全個原子的能量會下降的.
(2)當3d電子填入4s orbital時 ,3d電子的數目減了,電子之間的replusion也相對小了
但是你不要忘記一點,當電子被promote由4s到3d orbital,是要輸入能量的.同樣地,要這些已在3d orbital排好的電子(3d9)夾硬排成3d7 4s2也要輸入能量,情況就好像ionization一樣,先把3d9的其中兩粒電子移走,再放去4s orbital. 在這個過程中,要輸入的能量,而這個能量輸入是很大的,遠比把３ｄ的電子放上去４ｓ而放出的能量要大得多,[把３ｄ的電子放上去４ｓ時,有能量放出,因為４ｓ2是全滿,extra-stability,這個extra-stability會把全個離子的能量下降],相比下,整個Cu ion變成不穏定了(能量輸入遠大過放出的能量,所以不會出現這個[Ar] 3d7 4s2的electron configuration
希望你明白.

2007-03-28 18:57:29 補充：
例如甲君今年共賺一百萬(比喻為把３ｄ的電子放上去４ｓ時,放出的能量),但卻蝕了二百萬(比喻為把3d9的其中兩粒電子移走,再放去4s orbital),結果卻是蝕了一百萬.