Винятки в електронних конфігураціях

Хром

Експериментальна конфігурація основного стану Cr приблизно [Ar]3d⁵4s¹, а не [Ar]3d⁴4s².

Перенесення одного 4s електрон у 3d змінює обмін, кореляція і відштовхування внесків. Пояснення 'd⁵ напівзаповнений' корисне як мнемонічні, але неповне.

Мідь

Cu має основний стан приблизно [Ar]3d¹⁰4s¹ замість [Ar]3d⁹4s².

Заповнений d¹⁰ аранжування енергетично вигідний для всього атом завдяки близьким 3d/4s енергії і багатоелектронні ефекти.

Інші приклади

Mo часто записують [Kr]4d⁵5s¹, Ag — [Kr]4d¹⁰5s¹. Pd — особливо показовий випадок: [Kr]4d¹⁰5s⁰.

Не можна звести всі винятки до правила 'завжди d⁵ або d¹⁰'.

Вирішує експеримент

Конфігурації основного стану встановлюють спектроскопія, дані іонізації та квантові розрахунки.

Симетричний орбітальна діаграма сам по собі не є фізичним доказом.

Іонізація після виняток

Cr [Ar]3d⁵4s¹ під час формування Кр⁺ зазвичай втрачає 4s електрон першим.

Cu [Ar]3d¹⁰4s¹ дає Cu⁺≈[Ar]3d¹⁰. Порядок заповнення та наказ про видалення — різні питання.

Чому 'стабільність напівзаповненого' недостатня

Якби d⁵ було абсолютним окремим правилом, подібних акції було б значно більше.

Результат разом визначають стабілізація обміну, радіальне скорочення, скринінг та електронна кореляція за дуже малого енергетичний розрив між підоболонки.

Практичний алгоритм

Спершу запишіть Ауфбау передбачення, потім перевірте відомі винятки і використайте експериментальна конфігурація основного стану.

Для іон починайте з реальної нейтральна конфігурація та видаляйте електрони відповідно до конкретного упорядкування енергії.

Конфігурація і спектроскопічні стани

Позначення на кшталт 3d⁵4s¹ ще не задає повний квантовий стан: важливі загальне обертання, орбітальний момент імпульсу та зчеплення між електрони.

Тому ярлик конфігурації є першим рівнем опису, а спектроскопічна термінова структура дає точнішу перевірку призначення основного стану.

Розібраний приклад