Question

Uzasadnij dlaczego miedz tworzy kationy dwudodatnie.

Answer 1

Witaj :)

Cu ma konfigurację walencyjną 3d¹⁰4s¹ i wydawałoby się, że najtrwalszym stopniem utlenienia powinien być stopień +1 czyli kation Cu⁺, gdyż wtedy całkowicie zapełniona podpowłoka 3d wykazuje szczególną trwałość czyli czyli najniższy stan energetyczny.

I tak jest w przypadku Cu⁰, o czym świadczy zjawisko promocji. Oderwanie jednak 1 elektronu z Cu⁰ zawsze w jakimś stopniu zmienia stany energetyczne całego układu i w związku z tym zawsze nową sytuację należy ponownie weryfikować.

 

I rzeczywiście jednak to +II stopień utlenienia Cu czyli Cu²⁺ jest najtrwalszym stanem, mimo że wiąże się z oddaniem jednego elektronu z podpowłoki 3d. Fakt ten świadczy bezspornie, że widocznie dla Cu⁺ stan energetyczny 3d¹⁰ nie jest najniższy, skoro tak chętnie przechodzi w stan 3d⁹ i trwale na nim pozostaje.

 

Cenną wskazówką może być porównanie z następnym po Cu atomem Zn z grupy cynkowców, które występują tylko na jednym stopniu utlenienia +II odpowiadającemu kationowi Zn²⁺ w wyniku oddania 2 elektronów z podpowłoki 4s.

Powstaje więc pytanie, co może być przyczyną, że Zn nie chce przechodzić w stan 3d⁹?

 

Główna przyczyna jest jedna i to ewidentna. Otóż jądro atomu Zn posiada 30 protonów czyli o 1 proton więcej niż Cu i to decyduje o większej trwałości 3d¹⁰ w Zn²⁺ niż w Cu⁺. Elektrony 3d w Cu⁺ są słabiej przyciągane i to sprawia, że jeden z nich jest tak łatwo oddawany umożliwiając przejście Cu⁺ na jeszcze niższy stan Cu²⁺⁺ o konfiguracji 3d⁹.

 

Semper in altum.................................pozdrawiam :)

 

Jeśli podoba Ci się to rozwiązanie, możesz uznać je za najlepsze- wówczas otrzymasz zwrot 15% punktów wydanych na to zadanie. W przypadku 1 rozwiązania możesz to zrobić po godzinie od jego dodania.

PS. W razie wątpliwości - pytaj :)