Tudomány

Elektronkonfigurációs kivételek — Króm klasszikus példája

Az egyszerű [Ar]3d⁴4s² helyett a Cr alapállapota [Ar]3d⁵4s¹. Egy 4s elektron a 3d alhéjra kerül, mert így kedvezőbb a teljes energia.

Króm klasszikus példája

Az egyszerű [Ar]3d⁴4s² helyett a Cr alapállapota [Ar]3d⁵4s¹. Egy 4s elektron a 3d alhéjra kerül, mert így kedvezőbb a teljes energia.

Réz példája

Az egyszerű Aufbau-sorrend sok atomra jó közelítés, de nem minden alapállapoti konfigurációt jósol pontosan. Különösen az s és d, illetve s és f alhéjak közeli energiája miatt előfordul, hogy egy elektron átrendeződése alacsonyabb teljes energiájú állapotot ad, mint a mechanikusan felírt konfiguráció.

Nem egyszerű „félig telt mindig stabilabb” szabály

Az egyszerű feltöltési szabály Cr esetén [Ar]3d⁴4s² alakot sugallna, a tényleges alapállapot azonban közel [Ar]3d⁵4s¹. A félig telt d alhéjhoz kapcsolódó csere- és korrelációs energia, valamint az alhéjak kis energiakülönbsége együtt kedvez az átrendeződésnek.

Mi történik ionizációkor?

Cu esetén a mechanikus séma [Ar]3d⁹4s² lenne, míg a megfigyelt konfiguráció [Ar]3d¹⁰4s¹. A teljesen telt 3d alhéj és a közel fekvő 4s szint kombinációja alacsonyabb energiájú alapállapotot eredményez.

Elektronkonfigurációs kivételekCr: [Ar]3d⁵4s¹ ; Cu: [Ar]3d¹⁰4s¹

Króm klasszikus példája

A gyakori magyarázat hasznos emlékeztető, de önmagában túl egyszerű. A teljes atom energiáját elektron-elektron taszítás, csere, korreláció, árnyékolás és relativisztikus hatások együtt határozzák meg. Nehezebb elemeknél ezért a kivételek mintázata összetettebb.

Az egyszerű Aufbau-sorrend sok atomra jó közelítés, de nem minden alapállapoti konfigurációt jósol pontosan. Különösen az s és d, illetve s és f alhéjak közeli energiája miatt előfordul, hogy egy elektron átrendeződése alacsonyabb teljes energiájú állapotot ad, mint a mechanikusan felírt konfiguráció.