Mejor respuesta
A lo largo de la tabla periódica, las subcapas que no están llenas tienen estructuras intermedias que no siguen el aufbau estructura de archivo. Son diferentes en 3D.
Puedes ver esto en el espectro electromagnético. El f-shell debe llenar 14 ranuras (7 pares). A 8 electrones externos, el espectro tiene una multitud de líneas.
A 9 electrones externos, el espectro cae a unos pocos líneas.
Entonces, claramente, a aufbau le falta algo fundamental. Debería ser solo un conjunto más de líneas si realmente llena una subcapa de 1 a 14 (3 a 16 si incluye la subcapa s 2), no un cambio dramático de 8 a 9 en el medio.
Normalmente, la capa s son dos electrones (piense en los polos anisotrópicos axiales de fuerza débil, por lo tanto, solo hidrógeno y helio en la primera capa) en 3D. Luego, p-, d-, f- se llenan a diferentes conjuntos de distancias (y ángulos de inclinación en dos hemisferios – pares de Pauli) que crean los grupos de la misma energía conocidos como subcapas. Sin embargo, hay otra posición en el ecuador donde caben tres (3) electrones para algunas estructuras intermedias, como su pregunta.
Como tal, divido los 5 en 2 m (eje nucleo-mágico), 3eq (ecuatorial) porque en realidad tienen diferentes niveles de energía. El sistema actual solo reconoce s-, d-, f-, p- por lo que no tienen un quinto marcador de posición y utilizan erróneamente el (los) disponible (s). Hay una subcapa ecuatorial, de hasta 3 electrones (excepto 4 en XF4), que NO aparece en capas completas.
Cuando un conjunto de electrones en el ecuador llega a 4, no es 120 (360 / 3) grados longitudinales de distancia (el otro lado, repulsiones intra-subcapa tan débiles), pero en divisiones de longitud de 90 (360/4) grados, la energía es mejor caer en dos pares en cada hemisferio y unir d-, f-, p- subcapas.
Verá este 5 (2 + 3) en muchos lugares, incluso en subcapas más pequeñas. Sigo insistiendo en que la conductividad eléctrica (resistencia) está extremadamente correlacionada con este relleno 1, 2, 3. La conductividad eléctrica más alta se muestra en la columna 11 (cobre, aluminio, oro). La columna 10 2eq es la segunda conductividad eléctrica más alta y la columna 9 1eq es la tercera conductividad eléctrica más alta. Sin embargo, claramente esa columna es mejor como 2 + 6 + 3, pero se muestra incorrectamente en su tabla como 5s, 6f o como 2s, 9f.
Respuesta
La respuesta corta es que existe un complicado conjunto de interacciones entre los electrones y el núcleo, así como entre los propios electrones. Esto es lo que finalmente produce una configuración electrónica.
Siguiendo los elementos, el patrón en las configuraciones electrónicas se asemeja a una trayectoria de vuelo. Puede haber un poco de turbulencia en el camino, pero después de cada bache o dos, la trayectoria de vuelo vuelve a la normalidad.
Algunos de los baches son causados por el hecho de que en los bloques d y f, o los subconjuntos medio llenos se vuelven atractivos, tanto que puede haber una carrera poco digna para llegar a tales configuraciones. Así que al cromo, por ejemplo, le gusta adelantarse y adoptar una configuración 3d5 4s1 en lugar de la esperada 3d4 s2. Los efectos relativistas pueden influir. Por lo tanto, Lr es 7p1 7s2 en lugar del esperado 5d1 6s2.
Los puntos importantes son:
- Las configuraciones electrónicas son para átomos neutros, aislados y en estado fundamental. ¿Cuántos químicos han trabajado alguna vez con átomos aislados? Claro, algunos espectroscopistas de fase gaseosa lo hacen, pero casi todos los experimentos de química general se realizan en solución de agua. Casi toda la química industrial se realiza en fases condensadas. Casi toda la química orgánica se realiza en solución. Ver: ¿Por qué enseñar la configuración electrónica de los elementos que hacemos?
- Dado que los iones son más importantes que los átomos gaseosos aislados para casi todos los átomos, y los iones importantes no tienen configuraciones electrónicas anómalas, hay pocas razones para preocuparse por las configuraciones electrónicas anómalas de los átomos. Será mejor que se concentre en las configuraciones electrónicas «características» sin anomalías en la ocupación de los orbitales dys en los elementos de transición o orbitales d, s y f en los elementos de transición internos. Véase: Wulfsberg G 2000, Inorganic Chemistry, University Science Books, Sausalito, California, p. 3.
Por ejemplo, considere las configuraciones electrónicas de los cationes trivalentes de los lantánidos:
+4 +2 | +4 +2
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd | Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
½f ½f | f f
f1 f2 f3 f4 F5 f6 f7 | f8 f9 10 11 12 13 14
¡Sin irregularidades! Aquí:
½f = Eu + 2 (4f7) le gusta emular a Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) le gusta emular Lu + 3 (4f14) )
Luego está Ce + 4 (f0), que le gusta alcanzar el núcleo vacío de su progenitor lantánido, a saber, La + 3 (f0); y Tb + 4 (f7) alcanzando la misma configuración medio llena que Gd + 3 (f7).
Véase: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moscú (en ruso), pág. 118)