¿Por qué es más fácil eliminar electrones de la subcapa de 4 s en lugar de la subcapa de 3 d? La Ciencia y la Tecnología mejoran el futuro

Hola amigo

Esta pregunta es interesante, ya que trata sobre la anomalía en el principio auf bau.

De acuerdo con el principio de auf bau, los orbitales de relleno de electrones (e-) siguen el orden que se muestra a continuación

1s> 2s> 2p> 3s> 3p> 4s> 3d, etc. El orbital con la energía más baja se llena primero. , 4S rellenos orbitales primero en comparación con principio Bau 3d-Pero auf es el calcio hasta válido con z = 20. Se ha configuración electrónica (CE) [Ar] 4s23d0- El poder de penetración de 4s orbital es más que el 3d orbital (observados desde función de onda radial).
Debido a que, el orbital 4s está cerca del núcleo. Así, cuando 2 es se llenan en 4s orbitales, ES son fuertemente atraídos, por lo tanto la energía de ES en 4S es menor en comparación con ES 3d upto calcio.

Pero en elementos de transición, como en el caso de escandio, el CE se invierte es decir, Sc – [Ar] 3D1 4s2, con 4s orbitales que tiene mayor energía que 3d orbital.

2) La energía del orbital depende del valor del número cuántico n-principal . A medida que aumenta el valor de n, aumenta la energía del orbital. Como 4s orbitales tiene mayor valor de n de 4 en comparación con la de orbital 3d (n = 3), 4S orbital tiene mayor energía que 3d -orbital.
3) Además, la energía de los orbitales puede explicarse sobre la base de la forma de los orbitales 3d y 4s. 3d orbital dice 3dxy tiene doble dumbel, es decir, tiene una forma compacta. Mientras 4s orbitales con radio mayor es escandio menos compacta y más diffuse.In, después del llenado de 19 e- en 3d orbital, se aquires configuración 3D1.
4) Si el 20º e ingresa en el orbital 3d, digamos 3dyz, tanto los electrones espín paralelos experimentan repulsiones mutuas, por lo tanto, la energía orbital 3d y la energía del sistema aumentan, es decir, disminuye la estabilidad. .

Para evitar esto, los electrones 20 ° y 21 ° de escandio se empujan al orbital 4s. Esto se ve facilitado por la pequeña diferencia de energía entre los orbitales 3d y 4s en los elementos de transición. Las repeticiones entre 3de-s compensarán la diferencia de energía entre 2 niveles de energía.
conclusión: en transición, el orbital más externo es 4s y el orbital 3d tiene menos energía, es decir, los últimos es llenados en el orbital 4s más externo. Como los electrones 4s están lejos del núcleo, experimenta menos atracciones nucleares, por lo que se elimina fácilmente primero, seguido de electrones 3d en la ionización. La misma lógica se puede aplicar a Hierro Fe .., … Saludos.