Meilleure réponse
Tout au long du tableau périodique, les sous-couches qui ne sont pas pleines ont des structures intermédiaires qui ne suivent pas laufbau structure de classement. Ils sont différents en 3D.
Vous pouvez le voir dans le spectre électromagnétique. Le f-shell doit remplir 14 emplacements (7 paires). À 8 électrons externes, le spectre a une multitude de raies.
À 9 électrons externes, le spectre tombe à quelques
Donc, clairement, aufbau manque quelque chose de fondamental. Il ne devrait sagir que dun ensemble de lignes de plus si vous remplissez vraiment un sous-shell de 1 à 14 (3 à 16 si vous incluez le s-sous-shell 2), pas un changement radical de 8 à 9 au milieu.
Normalement, la couche s est composée de deux électrons (pensez aux «pôles» axiaux anisotropes de force faible, donc seulement lhydrogène et lhélium dans la première couche) en 3D. Puis p-, d-, f- remplissent à différents ensembles de distances (et angles dinclinaison dans deux hémisphères – paires de Pauli) qui créent les groupes de même énergie appelés sous-couches. Cependant, il y a une autre position à léquateur où trois (3) électrons conviennent à certaines structures intermédiaires, comme votre question.
En tant que tel, jai divisé les 5 en 2m (axe nucléoMagentique), 3eq (équatorial) parce quils ont en fait des niveaux dénergie différents. Le système actuel ne reconnaît que s-, d-, f-, p- donc ils nont pas de cinquième espace réservé et utilisent à tort celui (s) disponible (s). Il y a une sous-couche équatoriale, jusquà 3 électrons (sauf 4 dans XF4), qui napparaît PAS dans des coquilles pleines.
Quand un ensemble délectrons à léquateur atteint 4, ce nest pas 120 (360 / 3) degrés longitudinaux éloignés (de lautre côté, donc faibles répulsions intra-sous-coque), mais à des divisions de longitude de 90 (360/4) degrés, lénergie est préférable de tomber en deux paires dans chaque hémisphère et de rejoindre d-, f-, p- sous-shell.
Vous verrez ce 5 (2 + 3) à de nombreux endroits, même dans des sous-shells plus petits. Je continue dinsister sur le fait que la conductivité électrique (résistance) est extrêmement fortement corrélée à ce remplissage 1, 2, 3. La conductivité électrique la plus élevée est indiquée dans la colonne 11 (cuivre, aluminium, or). La 2eq Colonne 10 est la 2e conductivité électrique la plus élevée, et 1eq Colonne 9 est la 3e conductivité électrique la plus élevée. Cependant, il est clair que cette colonne est meilleure en tant que 2 + 6 + 3, mais elle saffiche incorrectement dans votre tableau sous la forme de 5s, 6f ou 2s, 9f.
Réponse
La réponse courte est quil existe un ensemble complexe dinteractions entre les électrons et le noyau ainsi quentre les électrons eux-mêmes. Cest ce qui produit finalement une configuration électronique.
En procédant le long des éléments, le motif dans les configurations électroniques ressemble alors à une trajectoire de vol. Il peut y avoir un peu de turbulence en cours de route, mais après chaque bosse ou deux, la trajectoire de vol revient à la normale.
Certaines des bosses sont causées par le fait que dans les blocs d et f, plein ou les sous-coquilles à moitié remplies deviennent attrayantes, à tel point quil peut y avoir un peu de course indigne pour arriver à de telles configurations. Ainsi, le chrome, par exemple, aime prendre de lavance et adopter une configuration 3d5 4s1 plutôt que la 3d4 s2 attendue. Les effets relativistes peuvent jouer un rôle. Ainsi Lr est 7p1 7s2 plutôt que les 5d1 6s2 attendus.
Les points importants sont:
- Les configurations électroniques sont pour des atomes à létat fondamental neutre, isolé. Combien de chimistes travaillent avec des atomes isolés? Bien sûr, quelques spectroscopistes en phase gazeuse le font, mais presque toutes les expériences de chimie générale sont effectuées dans une solution aqueuse. Presque toute la chimie industrielle se fait en phases condensées. Presque toute la chimie organique se fait en solution. Voir: Pourquoi enseigner la configuration électronique des éléments que nous faisons?
- Étant donné que les ions sont plus importants que les atomes gazeux isolés pour presque tous les atomes et que les ions importants nont pas de configuration électronique anormale, il y a peu de raisons de sinquiéter des configurations électroniques anormales des atomes. Vous feriez mieux de vous concentrer sur les configurations électroniques «caractéristiques» sans anomalies dans l’occupation des orbitales d et s dans les éléments de transition ou des orbitales d, s et f dans les éléments de transition internes. Voir: Wulfsberg G 2000, Inorganic Chemistry, University Science Books, Sausalito, Californie, p. 3.
Par exemple, considérons les configurations électroniques des cations trivalents des lanthanides:
+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
Aucune irrégularité! Ici:
½f = Eu + 2 (4f7) aime émuler Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) aime émuler Lu + 3 (4f14) )
Ensuite il y a Ce + 4 (f0), qui aime atteindre le noyau vide de son ancêtre de lanthanide à savoir La + 3 (f0); et Tb + 4 (f7) atteignant la même configuration à moitié remplie que Gd + 3 (f7).
Voir: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moscou (en russe), p. 118)