Aufbau printsiip

Tavaline filling order

Lihtne järjestus algab 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s…

Subshell capacities on s², p⁶, d¹⁰ ja f¹⁴.

n+ℓ rule

Madelung'i n+ℓ rule seab väiksema n+ℓ väärtusega subshell'i varem ning võrdsuse korral väiksema n ette.

4s jaoks n+ℓ=4, 3d jaoks 5, mistõttu lihtsas neutral-atom scheme'is täitub 4s enne 3d.

Pauli ja Hund koos

Aufbau ei asenda teisi reegleid. Kui subshell on valitud, piirab Pauli ühe orbital'i occupancy't ja Hund määrab electrons'i jaotuse degenerate orbitals vahel.

Carbon'i 1s²2s²2p² puhul asuvad kaks 2p electrons eri p-orbitals'il.

K ja Ca

K ground state on [Ar]4s¹ ja Ca [Ar]4s². Need järgivad lihtsat order'it hästi.

Pärast Ca algab transition series, kus 4s ja 3d energies muutuvad väga lähedaseks.

Miks erandid tekivad

Orbital energies sõltuvad occupancy'st, screening'ust, exchange'ist ja electron correlation'ist; need pole kõigis aatomites fikseeritud redel.

Cr, Cu ja teised exceptions näitavad, et lowest total many-electron energy võib erineda lihtsast filling prediction'ist.

Transition-metal ions

Kuigi neutral filling scheme paneb 4s enne 3d, eemaldatakse transition-metal ions moodustamisel 4s electrons tavaliselt enne 3d electrons.

Fe neutral on [Ar]3d⁶4s², kuid Fe²⁺≈[Ar]3d⁶.

Õige kasutusviis

Kasuta Aufbau't first draft'ina ja kontrolli d/f region'i experimental ground-state configurations'e.

Mudel on väärtuslik, sest seob orbital filling'u periodic architecture'iga, kuid selle piirid on osa mudeli õigest kasutamisest.

Energia ei ole fikseeritud redel

4s ja 3d relative energies muutuvad siis, kui d subshell täitub ja atom ioniseerub. Seetõttu ei tohi neutral-atom diagonal rule'i kasutada pimesi ions jaoks.

Aufbau diagram on ordering heuristic. Experimental spectroscopy ja calculated total energies otsustavad, milline configuration on tegelik ground state.

Lahendatud näide