Nickel besitzt die Elektroenkonfiguration
[Ar]3d84s2, wieso nicht eigentlich 3d10?
Voll besetzte d-Niveaus sind doch energetisch sehr günstig.
Die stabilste Oxi.Stufe von Nickel ist 2+
somit hat dann Nickel nur noch d8 Elektronen. Wieder die Frage wieso ist d8 so stabil? Und wieso ist die stabilste Oxi.Stufe nicht 5+, mit halbbesetzten d-Niveau (meine drei Elektronen im t2g- und zwei im eg-Zustand) müsste die Konfiguration doch stabiler sein als d8.
Grüß
Adam
Dubberke
24.07.2001, 13:42
Ach wenn die Chemiephysik doch so einfach wäre.:confused:
Ich mußte auch erst mal wieder kräftig überlegen, wie war das doch bloss gewesen .
Die Antwort hat diesmal nichts mit der symmetrischen Verteilung der Elektronen in die entsprechenden Orbitale zu tun sondern ist relativ banal. In diesen Fall handelt es einfach um die Kernanziehungskräfte auf die d-Elektronen innerhalb einer Periode (sinkender Atomradius usw.), die dafür sorgen, daß Ni hauptsächlich zweiwertig ist. Höhere Oxidationsstufen sind jedoch möglich. Bei Zn ist dagegem bei 2+ Schluß. Ist doch immer wieder interessant wie sich die verschiedenen physikalischen Kräfte gegeneinander wirken. Richtig lustig wird es wenn man sich diese netten Komplexverbindungen anschaut, wo Nickel ja auch besonders gerne mitmischt.
Gruß Oliver
nobody
24.07.2001, 16:03
Yo, Nickel hat die Elektronenkonfiguration [Ar]3d84s2 und zwar aus dem Grund, das die 4s-Unterschale energetisch tiefer liegt als die 3d-Unterschale und somit zuerst aufgefüllt wird.
Bei der Ionisierung werden aber nicht die nach dem Aufbauprinzip zuletzt hinzugekommenen Elektronen zuerst abgegeben, sondern die, die auf der Außenschale liegen, im Fall von Nickel wären das halt die 4s-Elektronen.
+II ist die stabilste Oxidationsstufe des Nickels, es sind aber auch +III und + IV-Verbindungen bekannt. Das ist wohl eine Frage der Ionisierungsenergien.
nobody
24.07.2001, 21:33
Hi Adam,
der erste Teil der Frage wurde schon beantwortet. Zum Nachlesen warum
[3d8 4s2] und nicht [3d10]:
James E. Huheey, Anorganische Chemie, de Gruyter, S.49-50
Beim zweiten Teil der Frage sieht es nach Vermischung von Begriffen aus:
Die Stabilität der Oxidationsstufe hängt von der Umgebung ab. In
wässriger Lösung von der Fähigkeit der Reduktion oder Oxidation des Wassers bzw. von der Disproportionierung. Lit. s.o. S.626 ff.
Einen Vergleich der Stabilität von verschiedenen Oxidationsstufen eines Atomes über die LF-Theorie habe ich noch nicht gesehen (vielleicht ein pers. Problem), wenn es auch denkbar sein könnte.
Für deine spezielles Problem solltest Du die LFSE und P (Paarbildungsenergie) mit unterschieldichen Liganden, in
unterschiedlich symetrischen Feldern anschauen.
Lit. s.o., S. 398 ff.
Grüße Frank
Adam
24.07.2001, 21:59
@All
Habe da noch etwas gegrübbelt...über die Sache mit den Atomradius @Dubberke.
Mögliche Erklärung:
Der Atomradius in der Gruppe Ni, Pd, Pt nimmt von unten nach oben ab.
D.h.: Bei Ni 2+ verteilt sich die positive Ladung auf einen kleineren Ionenradius [geändert :)]. Was weitere Angriffe auf den Kern verhindert oder erschwert. Der kleinere Atomradius bei Ni bedeutet auch höhere Kernanziehungskräfte auf die d-Elektronen, die oxidative Abspaltung wird erschwert.
Danke Euch Allen :)
Grüß
Adam
nobody
24.07.2001, 23:17
Was? Bist Du sicher mit den Atomradien? Vergleich doch mal die Ionenradien: Ni2+ 69 pm, Pd2+ 86 pm und Pt2+ infolge der Lanthanoid-Kontraktion 80 pm.
Bei Ni2+ solltest du nicht von Atomradius sondern von Ionenradius sprechen. Klar ist aufgrund der Kernladung eine weitere Oxidation schwerer.
Adam
25.07.2001, 11:58
@Last of the Sane
Also was die Atomradien betrifft:
r [A]
Ni: 1.246
Pd: 1.376
Pt: 1.373
Die Ionenradien von Pd und Pt sind größer als von Ni, was anbetracht der Atomradien
etwas verwirrt. Aber dieses Phänomen, beobachtbar bei schweren Elementen, lässt sich mit der relativistischen d- Orbitalexpansion erklären. Im wesentlichen beruht sie darauf, dass die hohe relativistische Geschwindigkeit der s und p- Elektronen (in der Kernnähe), zu einer erhöhten relativ. Masse der Elektronen und damit zu einer größeren Elektronen/Kern -Anziehung führt.
-> Kontraktion der p-und s-Orbitale.
Diesen Effekt beobachet man auch für die d-Orbitale. Da dieser Effekt hier aber, gegenüber der Kontaktion der s und p-Orbitale, zu vernachlässigen ist (größere Entfernung der d- Elektronen vom Kern) spricht man von relativ. d-Orbitalexpansion, die natürlich bei schwereren Elementen wie Pd und Pt größer ist als bei Ni.
Grüß
Adam
nobody
25.07.2001, 14:57
Eben, der Atomradius von Platin ist kleiner als der von Palladium.