Elektron konfigürasyonu istisnaları
Basit Aufbau sırasının en bilinen istisnaları, s ve d alt kabuklarının enerjileri birbirine çok yaklaştığında ortaya çıkar. Gerçek temel durum tek tek orbitallerin değil, bütün many-electron sistemin toplam enerjisini en aza indirir. Bu nedenle Cr ve Cu için basit tahminler doğru değildir.
Krom
Cr'nin deneysel temel durum konfigürasyonu yaklaşık [Ar]3d⁵4s¹'dir; basit tahmin [Ar]3d⁴4s² olurdu.
Bir 4s elektronunun 3d'ye geçmesi exchange, correlation ve elektron–elektron itme terimlerini değiştirir. 'd⁵ yarı dolu olduğu için' açıklaması yararlı ama eksiktir.
Bakır
Cu temel durumu yaklaşık [Ar]3d¹⁰4s¹'dir, [Ar]3d⁹4s² değil.
Tam dolu d¹⁰ düzeni toplam atom enerjisi açısından avantajlıdır; bunun nedeni 3d/4s yakın enerjileri ve çok elektronlu etkilerin birleşimidir.
Diğer örnekler
Mo çoğunlukla [Kr]4d⁵5s¹, Ag [Kr]4d¹⁰5s¹ olarak yazılır. Pd daha belirgin bir örnektir: [Kr]4d¹⁰5s⁰.
İstisnalar 'her zaman d⁵ veya d¹⁰' gibi tek bir kurala indirgenemez.
Deney belirleyicidir
Temel durum konfigürasyonları spektroskopi, iyonlaşma verileri ve kuantum hesaplarıyla belirlenir.
Simetrik görünen bir diyagramı estetik nedenle seçmeyiz; gerçek ölçüm ve toplam enerji önemlidir.
İyonlaşma sonrası
Cr [Ar]3d⁵4s¹ yapısından Cr⁺ oluşurken 4s elektronu genellikle önce çıkar.
Cu [Ar]3d¹⁰4s¹ → Cu⁺≈[Ar]3d¹⁰. Dolma sırası ile çıkarılma sırası aynı şey değildir.
Neden 'yarı dolu kararlılığı' tek başına yetmez
d⁵ tek başına mutlak bir kural olsaydı çok daha fazla atom benzer terfi gösterirdi.
Gerçekte exchange stabilization, radial contraction, perdeleme ve korelasyon belirli alt kabukların küçük enerji farklarıyla birlikte rol oynar.
Pratik yöntem
Önce Aufbau tahminini yazın. Sonra elementin bilinen istisna bölgesinde olup olmadığını kontrol edin ve deneysel temel durumu kullanın.
İyonlar için gerçek nötr konfigürasyondan başlayıp uygun yüksek enerjili dış orbitallerden elektron çıkarın.
Çözümlü örnek
Cr
Temel durum.
Çözüm
[Ar]3d⁵4s¹.
Cu
Temel durum.
Çözüm
[Ar]3d¹⁰4s¹.
Pd
Karakteristik konfigürasyon.
Çözüm
[Kr]4d¹⁰5s⁰.