# Unpaired electrons and magnetic moment

> Procedure: find the metal's oxidation state in the compound, write the ion's 3d configuration (4s lost first), fill 3d boxes by Hund's rule, count unpaired electrons, then classify (0 = diamagnetic) and rank magnetic moments. E.g. TiO2 (Ti4+ d0) < Cr2O3 (Cr3+ d3) < FeCl3 (Fe3+ d5); Zn d10 diamagnetic, Ni2+ d8 (2), Fe2+ d6 (4); ZnSO4 diamagnetic; CoCl2, FeCl2, Fe2(SO4)3 paramagnetic. No formula is used, only counting.

> [ar-EG] الطريقة: هات الـ oxidation state بتاع الـ metal في الـ compound، واكتب الـ 3d configuration بتاعة الـ ion (الـ 4s بيفقد electrons الأول)، واملا مربعات الـ 3d حسب الـ Hund's rule، وعدّ الـ unpaired electrons، وبعدين صنّف (0 يعني diamagnetic) ورتّب الـ magnetic moments. مثلًا: TiO2 (Ti4+ d0) < Cr2O3 (Cr3+ d3) < FeCl3 (Fe3+ d5)؛ والـ Zn d10 diamagnetic، والـ Ni2+ d8 (2)، والـ Fe2+ d6 (4)؛ والـ ZnSO4 diamagnetic، أما الـ CoCl2 والـ FeCl2 والـ Fe2(SO4)3 فهم paramagnetic. مفيش قانون هنا، الموضوع كله عدّ.

Part of: Transition Elements (https://yaani.ai/en/learn/chemistry/chem-s3-en.ch1)

## Builds on

- Oxidation state in compounds
- Ions: 4s electrons are lost first
- Paramagnetic and diamagnetic substances

## Common mix-ups

- Counting unpaired electrons of the neutral atom instead of the ion in the compound.: Count the unpaired electrons of the ion in the compound, not of the neutral atom. Find the oxidation state, remove the 4s electrons first, then count the unpaired 3d electrons: in $\ce{FeCl3}$, $\ce{Fe^{3+}}$ is $3d^5$ with 5 unpaired electrons. ([ar-EG] لأ، اللي بيتعدّ هو الـ unpaired electrons بتوع الـ ion اللي في الـ compound، مش الذرة المتعادلة: هات الـ oxidation state الأول، وشيل الـ electrons من الـ 4s الأول، وبعدين عدّ اللي فاضل unpaired في الـ 3d.)
- Pairing early.: $d^6$ is not three pairs. By Hund's rule the five 3d orbitals each take one electron before pairing starts, so $d^6$ is one pair plus four unpaired electrons: 4 unpaired, as for $\ce{Fe^{2+}}$ in the book. ([ar-EG] لأ، الـ d6 مش 3 أزواج و0 unpaired: حسب الـ Hund's rule الـ 5 orbitals بتوع الـ 3d بياخدوا electron واحد الأول قبل أي أزواج، فالـ d6 = زوج واحد + 4 فرادى، يعني 4 unpaired electrons.)
- Every compound of a transition metal is paramagnetic.: Not every compound. A compound is paramagnetic when its metal ion has unpaired electrons. Compounds of $\ce{Zn^{2+}}$ ($d^{10}$), $\ce{Ti^{4+}}$ and $\ce{Sc^{3+}}$ ($d^0$) have none, so they are diamagnetic; the book says most transition-element compounds are paramagnetic. ([ar-EG] مش شرط؛ الـ compound بيبقى paramagnetic لو الـ ion بتاعه فيه unpaired electrons. الـ compounds بتاعة الـ Zn2+ والـ Ti4+ والـ Sc3+ مش paramagnetic (الـ ion فيها d10 أو d0).)

Source: https://yaani.ai/en/concept/te.magnetic-moment-from-config