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Química: si el cobre tiene 2 electrones de cenefa y azufre 6, ¿por qué no se unen en pares?

Solución:

Solución 1:

el átomo de cobre neutro promedio tiene 2 electrones de cenefa

No. Sólo uno:

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En los metales de transición, la anterior se está llenando la cáscara. Generalmente, la capa de valencia no puede tener más de 8 electrones, pero las capas inferiores sí. Entonces, tiene los dos electrones externos rellenos en el Grupo 1 y 2, y el resto se rellena en la capa interior. Con el cobre, tenemos 17 electrones en la capa interna y 2 en la capa externa según esta regla. Pero a veces es más favorable que la capa interna esté “completa” con 18 electrones, dejando la capa externa con solo uno.

Esto se explica mucho mejor si comprende qué son los orbitales atómicos. Piense en estos como “subcapas”. En el cobre, tenemos dos posibles configuraciones de capa: 10 electrones en $ 3d $ y uno en $ 4s $, o 9 en $ 3d $ y 2 en $ 4s $. Los números significan el caparazón y las letras significan el tipo orbital. Hay orbitales de $ 5 $ d por caparazón (aunque no todos los proyectiles tienen orbitales de $ d $) y 1 $ s $ orbital. Cada orbital contiene dos electrones. Aquí, tenemos la compensación entre tener un conjunto orbital de $ 3d $ completamente lleno y tener un orbital de $ 4s $ completamente lleno. Los conjuntos orbitales completamente llenos conducen a la estabilidad. De todos modos, dado que ambas opciones conducen a un conjunto orbital completamente lleno, muchos otros factores externos deciden qué configuración electrónica utiliza el cobre. Entonces tienes $ ce {Cu ^ +} $ y $ ce {Cu ^ {2 +}} $.

Como nota al margen, $ ce {CuS} $ también existe.

Solucion 2:

El concepto de valencia simple funciona bien para muchos compuestos no metálicos y aquellos que contienen metales alcalinos, metales alcalinotérreos y algunos metales térreos (grupos 1, 2 y parte del grupo 13). Está destinado a fallar para la mayoría de los otros elementos, especialmente los metales de transición.

Por un lado, el número de electrones de valencia (u ocho menos ese número) ya no es indicativo de la valencia del elemento. El cobre puede formar compuestos de cobre (I) (por ejemplo, $ ce {CuCl} $ o $ ce {Cu2S} $), compuestos de cobre (II) (por ejemplo, $ ce {CuCl2} $ o $ ce {CuS} $) y otros más raros. El manganeso, como ejemplo extremo, se conoce en todos los estados de oxidación desde $ pm0 $ hasta $ mathrm {+ VII} $ (y más allá).

Para dos, el concepto de electrones de valencia ya no está claramente definido. ¿Cuenta solo los electrones s de la capa más externa? ¿O también cuenta la subcapa d del caparazón anterior? ¿Cuenta el estado fundamental real o uno teórico de acuerdo con el principio de aufbau? Dependiendo de su elección de definición, el cobre tendrá uno, dos u once electrones de valencia.

La vinculación y las situaciones electrónicas son mucho más complejas de lo que el simple modelo de órbita planetaria que mostró ManishEarth nos haría creer. Tanto el cobre (I) como el cobre (II) son estados estables pero son estables por diferentes razones. Entrar en estas razones sería demasiado para el margen de esta página.

Por lo tanto, la imagen simple debe permanecer en los cursos introductorios en los que funciona bien para las moléculas no metálicas y luego ser envuelta de manera segura para la próxima clase de principiantes.

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