[scheikunde] Elektronenconfiguratie Fe2+

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer

Bericht 29-08-'15, 13:17

The artist

Berichten: 216

Elektronenconfiguratie Fe2+

Hier wordt gevraagd de elektronenconfiguratie te geven voor Fe2+ met volgende antwoordmogelijkheden
  1. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s
  2. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
  3. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2
  4. Geen van bovenstaande
Ik maakte de opgave als volgt (de bedoeling is zonder periodiek systeem):
 
Ik weet dat Fe met zijn atoomnummer 26, 26 protonen en dus elektronen heeft, welke ik dus moet plaatsen. Aangezien er bij Fe2+ 2 elektronen minder aanwezig zijn wordt dit, 26 – 2 = 24 elektronen die overblijven. Ik plaats dus 24 elektronen.  Dàn begin ik eigenlijk aan het opstellen van mijn elektronenconfiguratie, soms wordt aangeraden dit andersom te doen? Eerst het volledige aantal plaatsen, waarna weghalen indien nodig.
 
Ik kom uit op de oplossing 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2,  3p6, 4s2, 3d4.  Mijn antwoord zou dus D zijn. Enkele anderen kozen voor A en na langer nadenken begon ik mijn antwoord al helemaal in vraag te stellen. Mijn opstelling volgt de regel (zie afbeelding), en ik kom uit op 24 elektronen als ik ze optel.
 
electronica.jpg
electronica.jpg (14.68 KiB) 2096 keer bekeken
 
Waarom D:
  1. A zou ik niet kiezen omdat je 4s orbitaal niet opgevuld is en je al je elektronen al hebt geplaatst na 3d6
  2. B lijkt me ook niet de oplossing omdat je normaal toch eerst  je d orbitaal opvult vooraleer je een andere begint te vullen?
  3. C  om dezelfde reden als argument B en D
  4. Mag je eigenlijk eerst je 3d orbitaal opvullen en nadien je 4s orbitaal? Zo hebben wij dat alleszins niet geleerd en aangezien dat steeds gebeurt in A, B, C, was ik eerder geneigd voor D te kiezen.
Waar ga ik in de fout of is mijn antwoord toch correct?
 
 
Omhoog

Bericht 29-08-'15, 18:31

Kravitz

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Elektronenconfiguratie Fe2+

Er gaan twee dingen fout. Ik verklaar me nader:
 
The artist schreef:  1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2,  3p6, 4s2, 3d4.
 
Dit is goed opgeschreven als je 24 elektronen wil verdelen over de verschillende schillen. Echter wordt een finale elektronenconfiguratie meestal geschreven volgens een stijgende n waardoor je dus enkele termen moet herordenen. Bijgevolg krijg je 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 ofwel antwoord C. Antwoord C is echter fout, maar meer daarover later. Belangrijk is hier dat je uit een opgeschreven elektronenconfiguratie niet kan afleiden welke schil op welk moment werd gevuld. Ze is gewoon gerangschikt volgens het stijgend aantal schillen.
 
Aangezien er bij Fe2+ 2 elektronen minder aanwezig zijn wordt dit, 26 – 2 = 24 elektronen die overblijven. Ik plaats dus 24 elektronen.  Dàn begin ik eigenlijk aan het opstellen van mijn elektronenconfiguratie, soms wordt aangeraden dit andersom te doen? Eerst het volledige aantal plaatsen, waarna weghalen indien nodig.
Dat laatste is inderdaad beter, want op jouw manier schrijf je eigenlijk de elektronenconfiguratie van een element met 24 elektronen (Cr).
 
Het is dus beter om te starten met de elektronenconfiguratie van het element Fe. Ik zie dat je met het opvullen van de schillen goed overweg kan, dus ik schrijf ze meteen voor jou op: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 
Verborgen inhoud
wat dus ook gelijk is aan 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 (zie eerste 'opmerking')
.
 
Om een positief geladen ion te maken haal je elektronen weg van de buitenste schil. De reden hiervoor is dat deze elektronen het minst aangetrokken worden door de kern en m.a.w. behoorlijk "losjes" zitten. Het kost dus het minste energie om deze elektronen weg te halen. De volgende stap is het selecteren van de buitenste schil en daar twee elektronen uit te verwijderen. De buitenste schil is altijd deze met de grootste n, ook al heb je andere schillen later opgevuld! In ons geval is dat dus de 4s schil (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6). Merk dat de ruimtelijke positie van een schil en de volgorde van opvullen totaal niet aan elkaar gerelateerd zijn. Bij Fe vul je dus eerst 4s op en daarna 3d, maar toch haal je elektronen uit de 4s schil weg om een ion te vormen!
 
Als je dat doet krijg je 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d6 of ook wel 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s... antwoord A dus :). 
 
Duidelijk? Anders laat je het maar weten.
 
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill
Omhoog

Bericht 29-08-'15, 18:44

Kravitz

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Elektronenconfiguratie Fe2+

Kravitz schreef:een element met 24 elektronen (Cr).
Ah,... misschien nog iets over de elektronenconfiguratie van chroom (Cr). Als je die gaat opschrijven kom je uit op 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4. 
 
Soms is het voor een element energetisch gunstiger om twee halfgevulde schillen (of een volledig gevulde schil) te hebben. Dat is echter geen algemene regel, maar soms is het goed om dit in je achterhoofd te hebben.
 
Om die reden is de elektronenconfiguratie van Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5i.p.v. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4.
En is die van palladium (Pd): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d10 i.p.v. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d8.
Echter als je naar nikkel (Ni) gaat kijken is dat daar niet het geval....
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill
Omhoog

Bericht 20-10-'15, 15:46

The artist

Berichten: 216

Re: Elektronenconfiguratie Fe2+

Ik ben volledig mee nu. Ik hield inderdaad geen rekening met de energieniveau's, dus dat verklaart ook mijn fouten.
 
a) Als we voortaan elektronenconfiguraties moeten opstellen van positief geladen ionen geldt best volgende regel: eerst de elektronenconfiguratie van het element met al zijn elektronen voluit opschrijven, om vervolgens het nodige aantal weg te halen van de buitenste schil (diegenen met de hoogste n waarde)? Zoja, is deze regel toepasbaar op alle positieve ionen? 
 
b) Wat betreft de notatie van de volgende elektronenconfiguratie, (Fe2+)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0 3d6, wordt het orbitaal zonder elektronen per definitie achteraan gezet? Of is het niet verkeerd om deze gewoon als volgt te noteren 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
 
c) Hoe kan ik zien of weten of het voor een atoom gunstiger is om twee schillen half te vullen? Heeft dit betrekking op de regel van HUND/Pauli? Anders gesteld, kan ik door middel van het bepalen van spinkwantumgetallen voor de desbetreffende orbitalen achterhalen of ik al dan niet het volledige orbitaal hoef te vullen met elektronen? 
Omhoog
Reageer

Terug naar “Huiswerk en Practica”