Каковы электронная конфигурация (с росписью по оболочкам), g-фактор и максимальная проекция магнитного момента (в магнетонах Бора) для атома марганца (Mn) в вакууме, а также для ионов Mn7+ и Mn4+ в кристаллической решетке, учитывая, что марганец проявляет степени окисления 7 и 4 (а также и другие)?

Физика 11 класс Степени окисления и магнитные свойства атомов электронная конфигурация марганца g-фактор марганца магнитный момент марганца ионы Mn7+ ионы Mn4+ степени окисления марганца кристаллическая решетка марганца физика атома марганца магнетоны Бора свойства марганца в вакууме Новый

Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте сначала определим электронную конфигурацию атома марганца (Mn) в его нейтральном состоянии, а затем рассмотрим ионы Mn7+ и Mn4+.

1. Электронная конфигурация атома марганца (Mn):

• Марганец имеет атомный номер 25, что означает, что у него 25 электронов.
• Электронная конфигурация будет следующей: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵.
• Таким образом, в росписи по оболочкам это будет:
  • 1s: 2
  • 2s: 2
  • 2p: 6
  • 3s: 2
  • 3p: 6
  • 4s: 2
  • 3d: 5

2. g-фактор и максимальная проекция магнитного момента для атома Mn:

• Для марганца в нейтральном состоянии, у него 5 неспаренных электронов в 3d-орбитали.
• g-фактор для неспаренного электрона составляет приблизительно 2.
• Максимальная проекция магнитного момента (μ) может быть рассчитана по формуле: μ = n * μB, где n - количество неспаренных электронов, а μB - магнитный момент Бора (приблизительно 9.27 x 10^-24 A*m²).
• В нашем случае, n = 5, следовательно: μ = 5 * μB = 5μB.

3. Электронная конфигурация ионов Mn7+ и Mn4+:

• Ион Mn7+ образуется при удалении всех 7 валентных электронов (2 из 4s и 5 из 3d): Конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶, что соответствует конфигурации аргона (Ar).
• Для Mn7+ у нас нет неспаренных электронов, следовательно, g-фактор равен 0, и максимальная проекция магнитного момента также равна 0.

• Ион Mn4+ образуется при удалении 5 электронов (2 из 4s и 3 из 3d): Конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³.
• У Mn4+ остаются 3 неспаренных электрона в 3d-орбитали.
• g-фактор также равен 2, и максимальная проекция магнитного момента: μ = 3 * μB = 3μB.

Таким образом, подводя итог:

• Для нейтрального атома Mn: Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵, g-фактор: 2, μ: 5μB.
• Для иона Mn7+: Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶, g-фактор: 0, μ: 0.
• Для иона Mn4+: Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³, g-фактор: 2, μ: 3μB.