Beste svaret
Gjennom det periodiske systemet har subshells som ikke er fulle mellomliggende strukturer som ikke følger aufbau arkivstruktur. De er forskjellige i 3D.
Du kan se dette i det elektromagnetiske spekteret. F-skallet skal fylle 14 spor (7 par). Ved 8 ytre elektroner har spektret et mangfold av linjer.
Ved 9 ytre elektroner faller spektret til noen få linjer.
Så klart mangler aufbau noe grunnleggende. Det burde bare være ett sett med flere linjer hvis du virkelig fyller en subshell fra 1 til 14 (3 til 16 hvis du inkluderer s-subshell 2), ikke en dramatisk endring fra 8 til 9 i midten.
Normalt er s-skallet to elektroner (tenk de aksiale anisotrope polene med svak kraft, derav bare hydrogen og helium i det første skallet) i 3D. Deretter fyller p-, d-, f- ved forskjellige sett av avstander (og hellingsvinkler i to halvkuler – Pauli-par) som skaper gruppene med samme energi kjent som subshells. Imidlertid er det en annen posisjon ved ekvator der tre (3) elektroner passer for noen mellomliggende strukturer, som spørsmålet ditt.
Som sådan delte jeg 5s i 2m (nucleoMagentic akse), 3eq (ekvatorial) fordi de faktisk har forskjellige energinivåer. Det nåværende systemet gjenkjenner bare s-, d-, f-, p-, slik at de ikke har en 5. plassholder, og bruker feilaktig den / de tilgjengelige. Det er et ekvatorialt subshell, opptil 3 elektroner (unntatt 4 i XF4), som IKKE vises i fulle skall.
Når et elektron satt ved ekvator kommer til 4, er det ikke 120 (360 / 3) lengdegrader unna (den andre siden, så svake intra-subshell-frastøtninger), men ved lengdegrader på 90 (360/4) grader, er energien bedre å falle i to par på hver halvkule og sammenføye d-, f-, p- subshells.
Du vil se denne 5 (2 + 3) mange steder, selv i mindre subshells. Jeg fortsetter å trykke på at elektrisk ledningsevne (motstand) er ekstremt sterkt korrelert med denne 1, 2, 3 fyllingen. Den høyeste elektriske ledningsevnen er vist i kolonne 11 (kobber, aluminium, gull). 2eq-kolonne 10 er 2. høyeste elektriske ledningsevne, og 1eq kolonne 9 er 3. høyeste elektriske ledningsevne. Imidlertid er den kolonnen tydeligvis bedre som 2 + 6 + 3, men vises feil i tabellen din som enten 5s, 6f eller som 2s, 9f.
Svar
Det korte svaret er at det er et komplisert sett med interaksjoner mellom elektronene og kjernen så vel som mellom elektronene i seg selv. Dette er det som til slutt produserer en elektronkonfigurasjon.
Når du går langs elementene, ligner mønsteret i elektronkonfigurasjoner en flyvebane. Det kan være litt turbulens underveis, men etter hver støt eller to går flystien tilbake til normal.
Noen av støtene er forårsaket av det faktum at i d- og f-blokkene er fulle eller halvfylte underskjell blir attraktive, så mye at det kan være litt av et uverdig løp for å komme til slike konfigurasjoner. Så krom, for eksempel, liker å komme foran seg selv og vedta en 3d5 4s1-konfigurasjon i stedet for den forventede 3d4 s2. Relativistiske effekter kan spille en rolle. Dermed er Lr 7p1 7s2 i stedet for den forventede 5d1 6s2.
De viktige punktene er:
- Elektronkonfigurasjoner er for nøytrale, isolerte, jordtilstandsatomer. Hvor mange kjemikere jobber noen gang med isolerte atomer? Visst, noen gassfasespektroskopere gjør det, men nesten alle generelle kjemieksperimenter gjøres i vannoppløsning. Nesten all industriell kjemi gjøres i kondenserte faser. Nesten all organisk kjemi gjøres i løsning. Se: Hvorfor lære elektronkonfigurasjonen av elementene er vi gjør?
- Siden ioner er viktigere enn isolerte gassatomer for nesten alle atomer, og viktige ioner ikke har avvikende elektronkonfigurasjoner, er det liten grunn til å bekymre seg for avvikende elektronkonfigurasjoner av atomer. Det er bedre å fokusere på karakteristiske elektronkonfigurasjoner uten avvik i okkupasjonen av d og s orbitaler i overgangselementene eller d, s og f orbitaler i de indre overgangselementene. Se: Wulfsberg G 2000, Uorganisk kjemi, University Science Books, Sausalito, California, s. 3.
Tenk for eksempel på elektronkonfigurasjonene av de treverdige kationene til lantanidene:
+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
Ingen uregelmessigheter! Her:
½f = Eu + 2 (4f7) liker å etterligne Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) liker å etterligne Lu + 3 (4f14 )
Så er det Ce + 4 (f0), som liker å oppnå den tomme kjernen til sin lanthanid-stamfar, nemlig La + 3 (f0); og Tb + 4 (f7) som oppnår samme halvfylte konfigurasjon som Gd + 3 (f7).
Se: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moskva (på russisk), s. 118)