a)

Skrócona konfiguracja elektronowa kationu Cr²⁺: [₁₈Ar] 3d⁴.

 

b)

Jonowe skrócone równanie reakcji:

$\mathrm{Cr}{}^{2+}+2\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{Cr}(\mathrm{OH}){}_2\downarrow$

 

---

Wyjaśnienie:

Liczba elektronów w obojętnym atomie jest równa liczbie atomowej Z danego pierwiastka - dla chromu: Z = 24.

Podpowłoki w zapisie konfiguracji elektronowej zapełniamy maksymalnie elektronami w następującej kolejności:

1s   2s   2p   3s   3p   4s   3d   4p   5s   4d   5p   6s   4f   5d   6p   7s   5f   6d   7p

przy czym maksymalna liczba elektronów na danej podpowłoce wynosi:

Symbol podpowłoki	Maksymalna liczba elektronów
s	2
p	6
d	10
f	14

W konfiguracji elektronowej niektórych atomów (m.in: Cr, Cu, Pd, Ag) występuje promocja elektronowa - przeniesienie elektronu z podpowłoki o niższej energii na podpowłokę o wyższej energii w celu uzyskania sumarycznie korzystniejszego energetycznie rozkładu elektronów. Właśnie dlatego konfiguracja elektronowa atomu chromu to:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d⁵

zamiast:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁴

Podczas jonizacji w pierwszej kolejności atom traci elektrony z powłoki najbardziej oddalonej od jądrą atomowego. Podczas przejścia Cr → Cr²⁺ atom chromu oddaje łącznie dwa elektrony: pierwszy z podpowłoki 4d, a następny z podpowłoki 3d. Skrócona konfiguracja elektronowa jonu Cr²⁺ to: [₁₈Ar] 3d⁴.

Równania reakcji zachodzące w probówkach podczas pierwszego etapu doświadczenia:

$1.\mathrm{Cr}+2\mathrm{HCl}\to \mathrm{CrCl}{}_2+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

$2.4\mathrm{Cr}+12\mathrm{HCl}+\mathrm{O}{}_2\to 4\mathrm{CrCl}{}_3+4\mathrm{H}{}_2\uparrow +2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Równania reakcji zachodzące podczas drugiego etapu doświadczenia:

$1.\mathrm{CrCl}{}_2+2\mathrm{NaOH}\to \mathrm{Cr}(\mathrm{OH}){}_2\downarrow +2\mathrm{NaCl}$

$2.\mathrm{CrCl}{}_3+3\mathrm{NaOH}\to \mathrm{Cr}(\mathrm{OH}){}_3\downarrow +3\mathrm{NaCl}$

Wodorotlenek chromu(II) ma charakter zasadowy - nie reaguje z zasadami. Jony Cr²⁺ nadają roztworowi, w jakim się znajdują barwę niebieską/szaroniebieską.

Wodorotlenek chromu(III) ma natomiast charakter amfoteryczny - reaguje z roztworami mocnych zasad i kwasów. Jony Cr³⁺ przyjmują barwę szarozieloną/zieloną.