“遷移元素がイオンに変化したとき、2価になる原子(元素)が多く、
1価、3価、4価などになる原子もある”と、
「化学結合の見方・考え方」に記されていました。
とある化学系のHPにもそのようなことが書いてあり
電子のもつ軌道に理由が隠されているようなのですが、理解できません。
第1イオン化エネルギー:E1
第2イオン化エネルギー:E2
中性粒子からn価のイオンになるのに必要なエネルギーをE(n)
のように定義した場合、
E(2)=E1+E2ですよね。
E(1) < E(2)なのに( 少なくとも E1 < E2 であるのに )
なぜ、1価よりも2価になりやすいのでしょう?
自分が扱っている原子は銅です。よろしくお願いします。
No.5ベストアンサー
- 回答日時:
悩みましていろいろ検討しました。
銅の場合電子の配置は1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
(エネルギー準位順、副電子殻の構造:1=K、2=L
・・・の主電子殻を示し、s・p・dは副電子殻、記号の
後の数は電子数を示す。)
なんです。最外電子殻N(4S)に1個の電子が存在しま
すから1価の陽イオンになることは明らかです。
では、何で2価のイオンに成り易いかです。
次の副電子殻は4pで定員は6です。この、4s・3d・
4pのエネルギー準位はあまり差がないのです。
で、「フントの法則:不対電子の構造をとりやすい」
(スピン量子数の片方側だけをとりやすい)
から、4s・3d・4pの定員は2+10+6=18
これが不対電子構造をとると、18/2=9です。
銅の内殻の電子数が18で18+9=27になります。
銅の電子数は29、Cu+は28、Cu2+は27個
です。よって、銅(2)イオンの電子配置は
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 4p3
となって安定する。と考えられます。
違っていたら 教えて下さい。
返答遅れてすみません。
よくわかりました。今日になって、初めて目を通した
私がバカでした。もっと早く読んでおくんだった、、、
本当、ありがとうございました。
No.4
- 回答日時:
Cuの場合、f軌道は関係ありませんね!
化学の基礎の本を引っ張りだして見たのですが、
Cuのイオン化ポテンシャルのデータは第一、第二、第三までしか記載がありませんね?
ところで、質量分析の原理は概略判りますが、試されている実験方法では電子1個分の差も検知できるのでしょうか?
それと、イオン化ポテンシャルのデータと同様に考えてよいのか判断つきかねますが、Cu(I)が2個のクラスター(?)は存在しないのでしょうか?
どうも、2→1→3→4の順番の理解はできませんね?
基礎の方のフォローお願いします。
No.3
- 回答日時:
追加情報です(?)。
1.http://www.shokabo.co.jp/mybooks/ISBN4-7853-3019 …
(無機化学概論)
d軌道、f軌道を扱った成書はたくさんあると思いますよ。
ご参考まで。
この回答への補足
早速の回答、ありがとうございました。
これから調べてみようと思います。
私が扱っている銅は純度99.9%のものです。
この銅の厚さ1mmの基板を、レーザーアブレーションのターゲットとして
用いており、アブレーションによって発生・飛散した銅の多価イオンを
追っています。
1価から4価のイオンが観測されていますが、そのイオン収量(確立)は
大きい順に2価、1価、3価、4価だったのです。
そこで、疑問が生まれたんです。質問したように。
化学の知識は小学生なみなんですけれども、金属錯体は化合物ですよね。
多価イオンを追うとき、エネルギーアナライザーを用いて質量分析的
手法で解析していますが、実験より得られた飛行時間のピークは、
銅の2価のイオンの飛行時間理論値とピタリ一致するので
化合物ではないと考えています。
もっとも、クラスター数は1のみと過程した上で処理してしまって
いるのは事実です。
このような補足で的が絞れれば良いのですが,,,
とにかくこれからじっくりと,紹介していただいたHP及び文献を
あたってみたいと思います。ありがとうございます。
No.2
- 回答日時:
追加情報です。
ますます難しくなりますが・・・?以下の成書は如何でしょうか?
---------------------------
1.配位子場理論/B.N.Figgis…[他]/南江堂/1969
2.配位子場理論とその応用/上村洸,菅野暁,田辺…/裳華房/1969
3.配位子場理論入門/Carl J.Bal…[他]/丸善/1967
-----------------------------
Cuのどのような化合物ですか?
錯体では・・・?
補足お願いします。
No.1
- 回答日時:
直接的な回答ではありませんが、以下の参考URLサイトは如何でしょうか?
「イオン化ポテンシャル」
更に、少し的はずれかもしれませんが、
・http://www2.ionbeam.hosei.ac.jp/thesis/1987/1-1. …
(PIEXスペクトルの化学結合効果)
ご参考まで。
参考URL:http://www.c-park.com/crystal/atom125.html
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