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.

Cr3d⁴4s²3d⁵4s¹Cu3d⁹4s²3d¹⁰4s¹Elektron konfigürasyonu istisnalarıCr: [Ar] 3d⁵4s¹
Krom. Cr'nin deneysel temel durum konfigürasyonu yaklaşık [Ar]3d⁵4s¹'dir; basit tahmin [Ar]3d⁴4s² olurdu.

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.

Cr3d⁴4s²3d⁵4s¹Cu3d⁹4s²3d¹⁰4s¹Elektron konfigürasyonu istisnalarıCu: [Ar] 3d¹⁰4s¹
Bakır. Cu temel durumu yaklaşık [Ar]3d¹⁰4s¹'dir, [Ar]3d⁹4s² değil.

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.