Почему электронная конфигурация хрома [Ar] 4s1 3d5 а не [Ar] 4s2 3d4?

Электронная конфигурация элемента определяется расположением электронов в электронных оболочках атома. Изучение электронной конфигурации хрома [Ar] 4s1 3d5 вызывает вопросы, почему электрон не заполняет сначала 4s орбиталь, а затем орбиталь 3d?

Существует несколько подходов к объяснению этой особенности электронной конфигурации хрома.

Теория электронных конфигураций

Теория электронных конфигураций утверждает, что электроны должны занимать наименее энергетически затратные орбитали. В случае хрома, считается, что его энергия будет наименьшей, если он займет 3d орбиталь, в то время как 4s орбиталь уже заполнена.

Используя это объяснение, можно сказать, что 3d орбитали стабильнее, чем 4s орбитали, что заставляет электрон принять конфигурацию [Ar] 4s1 3d5.

Эффект Джанти

Другая теория, которая объясняет особенность электронной конфигурации хрома, называется эффектом Джанти. Он утверждает, что электроны, находящиеся на орбиталях d, часто имеют более низкую энергию, чем электроны на орбиталях s.

Согласно эффекту Джанти, энергия 3d орбитали ниже, чем у 4s орбитали, что заставляет электрон занять орбиталь 3d, так как это дает более стабильную конфигурацию.

Экспериментальные данные

Наконец, есть экспериментальные данные, которые подтверждают выбор электронной конфигурации хрома [Ar] 4s1 3d5.

Наблюдения показывают, что при выполнении атомного спектра хрома, который представляет собой процесс снятия электронов, сначала удаляется электрон из 4s орбитали, а затем из 3d орбитали.

Этот порядок удаления электронов подтверждает правильность электронной конфигурации хрома [Ar] 4s1 3d5.

Вывод

Три теории находятся в основе объяснения того, почему электрон занимает орбиталь 3d в хроме и почему выбор электронной конфигурации [Ar] 4s1 3d5 является правильным. Эти объяснения демонстрируют, что конфигурация хрома является стабильной и наименее энергоемкой.