Εξαιρέσεις στις ηλεκτρονικές διαμορφώσεις
Οι γνωστές εξαιρέσεις από την απλή σειρά Άουφμπαου εμφανίζονται κυρίως όταν οι υποστιβάδες s και d έχουν πολύ κοντινές ενέργειες. Η πραγματική διαμόρφωση επίγειας κατάστασης ελαχιστοποιεί τη συνολική ενέργεια πολλών ηλεκτρονίων, όχι την ενέργεια κάθε τροχιακό χωριστά. Γι’ αυτό οι Cr και Cu δεν ακολουθούν την αφελή πρόβλεψη [Ar]3d⁴4s² και [Ar]3d⁹4s².
Χρώμιο
Για Cr η πειραματική διαμόρφωση εδάφους-κατάστασης είναι περίπου [Ar]3d⁵4s¹ αντί [Ar]3d⁴4s².
Η μεταφορά ενός 4s ηλεκτρόνιο στο 3d αλλάζει ανταλλαγή, συσχέτιση και εισφορές απώθησης. Η φράση «επειδή το d⁵ είναι μισογεμάτο» είναι χρήσιμη μνημονική αλλά όχι πλήρης αιτία.
Χαλκός
Για Cu η βασική κατάσταση είναι περίπου [Ar]3d¹⁰4s¹ αντί [Ar]3d⁹4s².
Το γεμάτο d¹⁰ διευθέτηση είναι ενεργειακά ευνοϊκό μέσα στο συνολικό άτομο, αλλά πάλι η εξήγηση απαιτεί σχεδόν εκφυλισμένα 3d/4s επίπεδα και εφέ πολλών ηλεκτρονίων.
Άλλα παραδείγματα
Mo συχνά γράφεται [Kr]4d⁵5s¹ και Ag [Kr]4d¹⁰5s¹. Το Pd είναι ακόμη πιο χαρακτηριστικό: [Kr]4d¹⁰5s⁰.
Οι εξαιρέσεις δεν σχηματίζουν έναν απλό κανόνα «πάντα d⁵ ή d¹⁰». Η ακριβής παραγγελία αλλάζει κατά μήκος των σειρών.
Πείραμα, όχι αισθητική
Διαμορφώσεις εδάφους-κατάστασης προκύπτουν από φασματοσκοπία, δεδομένα ιοντισμού και κβαντικούς υπολογισμούς. Δεν επιλέγουμε διαμόρφωσης επειδή ένα διάγραμμα φαίνεται πιο συμμετρικό.
Η γραφή με εκθέτες είναι συμπαγές μοντέλο της κυρίαρχης διαμόρφωσης και όχι πλήρης κυματοσυνάρτηση πολλών ηλεκτρονίων.
Ιονισμός μετά την εξαίρεση
Για Cr [Ar]3d⁵4s¹, το Cr⁺ χάνει συνήθως το 4s ηλεκτρόνιο πριν αρχίσει να αφαιρεί 3d.
Για Cu [Ar]3d¹⁰4s¹, Cu⁺≈[Ar]3d¹⁰. Αυτό δείχνει γιατί πρέπει να ξεχωρίζουμε παραγγελία συμπλήρωσης από εντολή απομάκρυνσης.
Γιατί η απλή «σταθερότητα μισογεμάτων» δεν αρκεί
Αν το d⁵ ήταν απόλυτος αυτόνομος κανόνας, θα υπήρχαν πολύ περισσότερες παρόμοιες προαγωγές. Στην πραγματικότητα μετρά η μικρή ενεργειακή διαφορά μεταξύ συγκεκριμένων υποκελύφη.
Σταθεροποίηση ανταλλαγής, ακτινική συστολή, διαλογή και συσχέτιση ηλεκτρονίων αλλάζουν μαζί τη συνολική ενέργειας.
Πρακτική μέθοδος
Γράψτε πρώτα την Πρόβλεψη Άουφμπαου. Αν το στοιχείο βρίσκεται σε γνωστή περιοχή εξαίρεσης, συγκρίνετε με πειραματική διαμόρφωση εδάφους-κατάστασης.
Για ιόντων, ξεκινήστε από την πραγματική ουδέτερη διαμόρφωση και αφαιρέστε ηλεκτρόνια από τα εξωτερικός/τροχιακά υψηλότερης ενέργειας σύμφωνα με τη συγκεκριμένη περίπτωση.
Λυμένο παράδειγμα
Cr
Πραγματική διαμόρφωση επίγειας κατάστασης.
Λύση
[Ar]3d⁵4s¹.
Cu
Πραγματική διαμόρφωση επίγειας κατάστασης.
Λύση
[Ar]3d¹⁰4s¹.
Pd
Χαρακτηριστική διαμόρφωσης.
Λύση
[Kr]4d¹⁰5s⁰.