تمرین خود را بیازمایید شیمی یازدهم صفحه 16
1. اسکاندیم ($\mathbf{_{21}Sc}$)، نخستین فلز واسطهی جدول دورهای است که در وسایل خانه مانند تلویزیون رنگی و برخی شیشهها وجود دارد.
الف) آرایش الکترونی اتم آن را بنویسید.
ب) کاتیون این فلز در ترکیبهایش، سه بار مثبت دارد. آرایش الکترونی فشردهی کاتیون اسکاندیم را رسم کنید.
پاسخ و توضیح تمرین 1 خود را بیازمایید صفحه 16 شیمی یازدهم
این تمرین به شما نحوه نوشتن $\mathbf{\text{آرایش الکترونی فلزات واسطه}}$ و $\mathbf{\text{یونهای آنها}}$ را آموزش میدهد. در فلزات واسطه، الکترونها ابتدا از زیرلایهی $\mathbf{s}$ لایهی آخر خارج میشوند. ⚛️
---
## الف) آرایش الکترونی اتم اسکاندیم ($athbf{_{21}Sc}$)
اسکاندیم ($athbf{Z=21}$) دارای 21 الکترون است. آرایش الکترونی آن طبق قاعده آفبا (پر شدن $\mathbf{4s}$ قبل از $\mathbf{3d}$) به صورت زیر است:
$$\mathbf{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^1}$$
**آرایش الکترونی فشرده:**
$$\mathbf{[Ar] 3d^1 4s^2}$$
(توجه داشته باشید که آرایش را با ترتیب زیرلایههای اصلی مینویسیم، یعنی $\mathbf{3d}$ را قبل از $\mathbf{4s}$ میآوریم، اگرچه $\mathbf{4s}$ زودتر پر میشود.)
---
## ب) آرایش الکترونی کاتیون اسکاندیم ($athbf{Sc^{3+}}$)
کاتیون $\mathbf{Sc^{3+}}$ با از دست دادن 3 الکترون از اتم $\mathbf{Sc}$ تشکیل میشود. در فلزات واسطه، $\mathbf{\text{الکترونها ابتدا از بیرونیترین زیرلایه}}$ ($athbf{4s}$) خارج میشوند:
1. **از دست دادن 2 الکترون از $\mathbf{4s}$:** $\mathbf{[Ar] 3d^1 4s^2} \xrightarrow{-2e^-} \mathbf{[Ar] 3d^1}$
2. **از دست دادن 1 الکترون از $\mathbf{3d}$:** $\mathbf{[Ar] 3d^1} \xrightarrow{-1e^-} \mathbf{[Ar]}$
**آرایش الکترونی کاتیون $athbf{Sc^{3+}}$:**
$$\mathbf{[Ar]}$$
**نتیجه:** کاتیون $\mathbf{Sc^{3+}}$ به آرایش الکترونی $\mathbf{\text{پایدار}}$ گاز نجیب $\mathbf{\text{آرگون } ([Ar])}$ میرسد.
تمرین خود را بیازمایید شیمی یازدهم صفحه 16
2. جدول زیر را کامل کنید.
| نماد فلز / یون | $\mathbf{_{23}V}$ | $\mathbf{_{24}Cr}$ |
| :---: | :---: | :---: |
| آرایش الکترونی | $\mathbf{[Ar] 3d^3 4s^2}$ | $\dots$ |
| نماد فلز / یون | $\mathbf{V^{2+}}$ | $\mathbf{Cr^{2+}}$ |
| آرایش الکترونی | $\dots$ | $\mathbf{[Ar] 3d^4}$ |
| نماد فلز / یون | $\mathbf{V^{3+}}$ | $\mathbf{Cr^{3+}}$ |
| آرایش الکترونی | $\dots$ | $\dots$ |
پاسخ و توضیح تمرین 2 خود را بیازمایید صفحه 16 شیمی یازدهم
این تمرین به مقایسهی $\mathbf{\text{آرایش الکترونی اتمها و یونهای فلزات واسطه}}$ $\mathbf{\text{وانادیم } (V)}$ و $\mathbf{\text{کروم } (Cr)}$ میپردازد و همچنین یک مورد $\mathbf{\text{استثنای آرایشی}}$ را شامل میشود. 💡
---
## تکمیل جدول آرایش الکترونی
### 1. کروم اتم ($athbf{_{24}Cr}$)
کروم یک $\mathbf{\text{استثنای آرایشی}}$ است. برای رسیدن به $\mathbf{3d^5}$ (نیمهپر و پایدار)، یک الکترون از $\mathbf{4s}$ به $\mathbf{3d}$ منتقل میشود.
$$\mathbf{Cr: [Ar] 3d^5 4s^1}$$
### 2. یون وانادیم ($athbf{V^{2+}}$)
$athbf{V^{2+}}$ با از دست دادن 2 الکترون از $\mathbf{V}$ ($athbf{[Ar] 3d^3 4s^2}$) تشکیل میشود. الکترونها ابتدا از $\mathbf{4s}$ خارج میشوند.
$$\mathbf{V^{2+}: [Ar] 3d^3}$$
### 3. یون وانادیم ($athbf{V^{3+}}$)
$athbf{V^{3+}}$ با از دست دادن 3 الکترون از $\mathbf{V}$ تشکیل میشود. 2 الکترون از $\mathbf{4s}$ و 1 الکترون از $\mathbf{3d}$ خارج میشوند.
$$\mathbf{V^{3+}: [Ar] 3d^2}$$
### 4. یون کروم ($athbf{Cr^{3+}}$)
$athbf{Cr^{3+}}$ با از دست دادن 3 الکترون از $\mathbf{Cr}$ ($athbf{[Ar] 3d^5 4s^1}$) تشکیل میشود. 1 الکترون از $\mathbf{4s}$ و 2 الکترون از $\mathbf{3d}$ خارج میشوند.
$$\mathbf{Cr^{3+}: [Ar] 3d^3}$$
| نماد فلز / یون | آرایش الکترونی | نماد فلز / یون | آرایش الکترونی |
| :---: | :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{_{23}V}$ | $\mathbf{[Ar] 3d^3 4s^2}$ | $\mathbf{_{24}Cr}$ | $\mathbf{[Ar] 3d^5 4s^1}$ |
| $\mathbf{V^{2+}}$ | $\mathbf{[Ar] 3d^3}$ | $\mathbf{Cr^{2+}}$ | $\mathbf{[Ar] 3d^4}$ |
| $\mathbf{V^{3+}}$ | $\mathbf{[Ar] 3d^2}$ | $\mathbf{Cr^{3+}}$ | $\mathbf{[Ar] 3d^3}$ |