Почему у хрома на внешнем 4s-подуровне находится только один электрон, а у соседних с ним элементов - ванадия и марганца - по два электрона?

Химия 11 класс Электронная конфигурация и валентные электроны хром внешние электроны 4s-подуровень ванадий марганец химия 11 класс электронная конфигурация периодическая система Новый

Чтобы понять, почему у хрома на внешнем 4s-подуровне находится только один электрон, а у ванадия и марганца по два, нужно рассмотреть принцип заполнения электронных уровней и особенности конфигурации электронов.

1. Основные принципы заполнения электронных уровней:

• Электроны заполняют орбитали в порядке возрастания энергии (принцип Aufbau).
• На каждом подуровне могут находиться максимум два электрона с противоположными спинами (принцип Паули).
• Электроны стремятся занимать отдельные орбитали (правило Хунда), прежде чем начнется заполнение парными электронами.

2. Электронная конфигурация элементов:

• Ванадий (V) имеет атомный номер 23. Его электронная конфигурация: [Ar] 4s² 3d³.
• Хром (Cr) имеет атомный номер 24. Его электронная конфигурация: [Ar] 4s¹ 3d⁵.
• Марганец (Mn) имеет атомный номер 25. Его электронная конфигурация: [Ar] 4s² 3d⁵.

3. Почему у хрома 4s-подуровень заполнен не полностью:

• Хром имеет особую электронную конфигурацию, которая стабилизируется за счет полных или полуполных подуровней. Полуполный 3d-подуровень (с 5 электронами) более стабилен, чем заполненный 4s-подуровень.
• При заполнении электронов, чтобы достичь большей стабильности, один электрон из 4s переходит в 3d, что приводит к конфигурации 4s¹ 3d⁵.

4. Сравнение с соседями:

• Ванадий, имея 3 электрона в 3d, не имеет необходимости перемещать электроны для достижения большей стабильности, и поэтому у него 4s².
• Марганец также имеет 4s², так как его 3d подуровень уже заполнен 5 электронами, что делает его стабильным.

Таким образом, уникальная электронная конфигурация хрома, с одним электроном на 4s и пятью на 3d, обеспечивает ему большую химическую стабильность и объясняет, почему он отличается от своих соседей по таблице Менделеева.