2価の銅イオンの電子配置

質問

2価の銅イオンの電子配置について調べていたら
見解の違う記事が２つあったのでどちらが正しいのかわかりません。
わかる方いらっしゃいましたらよろしくおねがいします。
一方はhttp://okwave.jp/qa/q34149.html
１ｓ2　２s2　２ｐ6　３ｓ2　３ｐ6　４ｓ1　３ｄ5　４ｐ3となり安定と記されてます。

もう一方は
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1052730135
Ｋ：２ Ｌ：８ Ｍ：１５ Ｎ：２となってました。

回答No.2

101325 · ベストアンサー

どちらも間違っています。

正しくは
１ｓ2　２s2　２ｐ6　３ｓ2　３ｐ6　３ｄ9
Ｋ：２ Ｌ：８ Ｍ：１７
です。

なぜそうなるのかについては
http://okwave.jp/qa/q4170566.html
をみて下さい。

お礼

回答ありがとうございます。
URL拝見いたしました。大変参考になりました。

回答No.5

101325

> Ｃｕ^2+　の電子配置は（３ｄ９）（４ｓ０）である
> という結果はどういう測定によって得られた結果なのでしょうか。

自由イオンのスペクトルデータから得られます。
中性原子の電子配置が自由原子のスペクトルデータから得られるのと同じです。

> 原子の場合は単体で測定が可能でしょう。イオンというのは本来的に化合物です。

希ガスや金属蒸気などの単原子気体であれば、単体で自由原子の測定が可能です。しかし、気相が分子からなる元素であれば測定が不可能になります。例えば、水素原子の電子配置は、水素の単体（水素分子）のスペクトルからはわかりません。バルマー系列などの線スペクトルを観測するためには、放電などによって水素分子の結合を切って、水素原子を自由原子にする必要があります。

自由イオンもまた、放電などによって、単体から作ることができます。

> 吸収スペクトルは試料ごとに異なるはずです。

自由イオンのスペクトルですので、吸収線の位置は、元素とイオンの電荷だけで決まります。イオンの供給源となる物質の種類には依存しません。

> 配位子場理論の本を参考に挙げている方もおられます。

配位子場理論は、関係ないです。自由イオンが錯イオンになったり分子になったり陰イオンに取り囲まれたりしたときに、どのようにエネルギーの縮退が解けていくのか、を議論するのが配位子場理論です。自由イオンの性質について詳しく書かれている配位子場理論の本があるのは確かですけど、自由イオンの電子配置は、配位子場とは無関係に決まります。

> 吸収が変わっても電子配置は変わらないというのであればそれはまたそれで説明が必要になることでしょう。

イオン、分子によって吸収が変わっても、二価の銅イオンの電子配置はd9のままです。

自由イオンでは、d軌道の5つの軌道はすべて同じエネルギーなのですけど、配位子場によって軌道のエネルギーに差が生じます。例えば、６配位正八面体型の錯イオンでは、少しエネルギーの高い２つのd軌道と少しエネルギーの低い３つのd軌道に分かれます（簡単のためヤーン-テラー歪は無視します）。この軌道のエネルギー差が配位子場の強さによって変わるので、(d-d遷移の)吸収は少し変わりますけど、電子配置がd9であることに変わりはありません。

３ｄ8　４s1　という電子配置がどのくらい高いエネルギーを持つのか、については
NIST Atomic Spectra Database
http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/levels_form.html
を参照してください。Cu 2 （または Cu III）と入力すると３ｄ9 ４s0 と３ｄ8 ４s1 のエネルギー差が少なくとも60000cm-1あることが分かります。これは化合物の色には全く影響を与えないといっていいほどの大きなエネルギーです。

回答No.4

htms42

＃３です。
＃３は本に書かれている内容を写しただけのものです。

私がこういうことに詳しいわけではありません。
イオンの電子配置のスペクトルデーターであるということですがどういう試料を用いての測定なのでしょうか。
原子の場合は単体で測定が可能でしょう。イオンというのは本来的に化合物です。
銅で言えば化合物ごとに色が異なります。吸収スペクトルは試料ごとに異なるはずです。
配位子場理論の本を参考に挙げている方もおられます。配位子場理論は周囲に配位しているイオン、分子によって吸収が変わることを説明している理論ですから電子配置にも関係があるのではないかと考えるのは自然なものです。シュライバー・アトキンスの教科書には田辺―菅野ダイヤグラムというのが巻末に付録として載せられています。このダイヤグラムは配位子場理論に基づいて求められたものです。

吸収が変わるということは電子配置も異なっているかもしれないということを示唆しています。
吸収が変わっても電子配置は変わらないというのであればそれはまたそれで説明が必要になることでしょう。

＃３に書いたような
Ｃｕ^2+　の電子配置は（３ｄ９）（４ｓ０）である
という結果はどういう測定によって得られた結果なのでしょうか。
私にはよくわかりません。

回答No.3

htms42

手元にあった　オドワイヤー、他「入門化学結合」（倍風館）を見てみました。

電子配置はスペクトルデータから組み立てているようです。

Ｃｕ　　　ＫＬＭ(４ｓ１)(３ｄ１０)
Ｃｕ^2+　ＫＬＭ(３ｄ９)

Ｃｏ　　　ＫＬＭ(４ｓ２)(３ｄ７)
Ｃｏ^2+　ＫＬＭ(３ｄ７)

中性原子の電子配置は載せている教科書が多いと思いますがイオンの電子配置を載せているものが少ないので混乱しているのでしょう。ＳｃからＺｎまでの遷移元素については２価の陽イオンの場合、４ｓに配置されている電子は存在していません。(３ｄ１)から(３ｄ１０)まで順番に１つずつ入って行きます。（１価の陽イオンについてはこういう関係は成り立っていないようです。）

問題はどうしてこういうことが起こるかでしょう。
中性原子で成り立っていた４ｓと３ｄのエネルギー準位が近い（交差している）という関係がイオンになると成り立たなくなっているということになります。この本ではそれを等電子の関係にある原子とイオンを比べることによって説明しています。
Ｃｕ^2+とＣｏは等電子の関係にあります。でも電子配置はことなっています。
この２つの違いは核の電荷です。２７＋から２９＋に変わっています。この正電荷の増加が４ｓと３ｄのエネルギー準位の差を大きくした（交差が解消された）という説明です。

お礼

回答ありがとうございます。
調べてくださりありがとうございます。
大変参考になります。

回答No.1

NiPdPt

「基底状態」の電子配置ということですよね。
参考URLによれば前者ですね。多分それが正しいと思います。
ちなみに、そのあたりの元素であれば基底状態と励起状態のエネルギー差が非常に小さいものもあります。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/電子配置

お礼

回答ありがとうございます。