Najlepsza odpowiedź
W całym układzie okresowym podpowłoki, które nie są pełne, mają struktury pośrednie, które nie są zgodne z aufbau struktura zgłoszenia. Są różne w 3D.
Można to zobaczyć w widmie elektromagnetycznym. F-shell powinien wypełnić 14 szczelin (7 par). Przy 8 elektronach zewnętrznych widmo ma wiele linii.
Przy 9 elektronach zewnętrznych widmo spada do kilku linie.
Aufbau oczywiście brakuje czegoś podstawowego. Powinien to być jeszcze jeden zestaw linii, jeśli naprawdę wypełnia podpowłokę od 1 do 14 (3 do 16, jeśli włączysz s-podpowłokę 2), a nie dramatyczną zmianę od 8 do 9 w środku.
Zwykle powłoka s składa się z dwóch elektronów (pomyśl o osiowych anizotropowych „biegunach” słabej siły, stąd tylko wodór i hel w pierwszej powłoce) w 3D. Następnie p-, d-, f- wypełnij w różnych zestawach odległości (i kątów nachylenia na dwóch półkulach – parach Pauliego), które tworzą grupy o tej samej energii zwane podpowłokami. Jest jednak inna pozycja na równiku, w której trzy (3) elektrony pasują do niektórych struktur pośrednich, takich jak twoje pytanie.
W związku z tym podzielę 5s na 2m (oś nukleo-magentyczna), 3eq (równikowe) ponieważ w rzeczywistości mają różne poziomy energii. Obecny system rozpoznaje tylko s-, d-, f-, p-, więc nie mają piątego symbolu zastępczego i błędnie używają dostępnego (-ych). Istnieje równikowa podpowłoka, składająca się z maksymalnie 3 elektronów (z wyjątkiem 4 w XF4), która NIE pojawia się w pełnych powłokach.
Kiedy elektron ustawiony na równiku osiąga 4, nie jest to 120 (360 / 3) podłużne stopnie dalej (druga strona, więc słabe odpychanie wewnątrz podpowłoki), ale przy podziałach długości 90 (360/4) stopni energia lepiej spada na dwie pary na każdej półkuli i łączy się d-, f-, p- podpowłoki.
Zobaczysz tę 5 (2 + 3) w wielu miejscach, nawet w mniejszych podpowłokach. Wciąż naciskam, że przewodnictwo elektryczne (opór) jest niezwykle silnie skorelowane z tym 1, 2, 3 wypełnieniem. Najwyższe przewodnictwo elektryczne pokazano w kolumnie 11 (miedź, aluminium, złoto). Kolumna 2eq 10 to druga najwyższa przewodność elektryczna, a kolumna 1eq 9 to trzecia najwyższa przewodność elektryczna. Jednak ewidentnie ta kolumna jest lepsza jako 2 + 6 + 3, ale wyświetla się niepoprawnie w tabeli jako 5s, 6f lub 2s, 9f.
Odpowiedź
Krótka odpowiedź brzmi że istnieje skomplikowany zestaw interakcji między elektronami a jądrem, a także między samymi elektronami. To jest to, co ostatecznie tworzy konfigurację elektronową.
Idąc wzdłuż elementów, wzór w konfiguracjach elektronów przypomina tor lotu. Po drodze mogą występować pewne turbulencje, ale po każdym lub dwóch uderzeniach tor lotu wraca do normy.
Niektóre wyboje są spowodowane faktem, że w blokach d i f, lub w połowie wypełnione podpowłoki stają się atrakcyjne do tego stopnia, że może być trochę niegodnej rasy, aby dostać się do takich konfiguracji. Na przykład chrom lubi wyprzedzać siebie i przyjmować konfigurację 3d5 4s1 zamiast oczekiwanego 3d4 s2. Rolę mogą odgrywać efekty relatywistyczne. Zatem Lr wynosi 7p1 7s2, a nie oczekiwane 5d1 6s2.
Ważnymi punktami są:
- Konfiguracje elektronów dotyczą neutralnych, izolowanych atomów w stanie podstawowym. Ilu chemików kiedykolwiek pracuje z izolowanymi atomami? Jasne, robi to kilku spektroskopistów fazy gazowej, ale prawie wszystkie ogólne eksperymenty chemiczne są wykonywane w roztworze wodnym. Prawie cała chemia przemysłowa odbywa się w fazach skondensowanych. Prawie cała chemia organiczna zachodzi w roztworze. Zobacz: Po co uczyć konfiguracji elektronowej elementów, którymi się zajmujemy?
- Ponieważ jony są ważniejsze niż izolowane atomy gazowe dla prawie wszystkich atomów, a ważne jony nie mają anomalnych konfiguracji elektronów, nie ma powodu, aby martwić się o anomalne konfiguracje elektronów atomów. Lepiej będzie skupić się na „charakterystycznych” konfiguracjach elektronów bez anomalii w zajętości orbitali di s w elementach przejściowych lub orbitali d, s i f w wewnętrznych elementach przejściowych. Patrz: Wulfsberg G 2000, Inorganic Chemistry, University Science Books, Sausalito, California, str. 3.
Rozważmy na przykład konfiguracje elektronów trójwartościowych kationów lantanowców:
+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
Żadnych nieprawidłowości! Tutaj:
½f = Eu + 2 (4f7) lubi emulować Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) lubi emulować Lu + 3 (4f14) )
Następnie mamy Ce + 4 (f0), który lubi osiągać pusty rdzeń swojego lantanowca przodka, mianowicie La + 3 (f0); i Tb + 4 (f7) uzyskując tę samą w połowie wypełnioną konfigurację co Gd + 3 (f7).
Patrz: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, t. 2 Vysshaya Shkola, Moskwa (po rosyjsku), s. 118)