Melhor resposta
Ao longo da Tabela Periódica, as sub camadas que não estão cheias têm estruturas intermediárias que não seguem o aufbau estrutura de arquivamento. Eles são diferentes em 3D.
Você pode ver isso no espectro eletromagnético. O f-shell deve preencher 14 slots (7 pares). Com 8 elétrons externos, o espectro tem uma infinidade de linhas.
Com 9 elétrons externos, o espectro cai para alguns linhas.
Então, claramente, aufbau está faltando algo fundamental. Deve ser apenas mais um conjunto de linhas se realmente preencher uma subcamada de 1 a 14 (3 a 16 se você incluir a subcamada s 2), não uma mudança dramática de 8 para 9 no meio.
Normalmente, a camada S tem dois elétrons (pense nos pólos anisotrópicos axiais de força fraca, portanto, apenas Hidrogênio e Hélio na 1ª camada) em 3D. Então p-, d-, f- preenchem em diferentes conjuntos de distâncias (e ângulos de inclinação em dois hemisférios – pares de Pauli) que criam os grupos de mesma energia conhecidos como subcamadas. No entanto, há outra posição no equador onde três (3) elétrons cabem para algumas estruturas intermediárias, como a sua pergunta.
Assim, divido os 5s em 2m (eixo nucleoMagentic), 3eq (equatorial) porque eles realmente têm diferentes níveis de energia. O sistema atual reconhece apenas s-, d-, f-, p- então eles não têm um 5º espaço reservado e usam erroneamente aquele (s) disponível (s). Há uma subcamada equatorial, de até 3 elétrons (exceto 4 em XF4), que NÃO aparece em camadas completas.
Quando um elétron colocado no equador chega a 4, não é 120 (360 / 3) graus longitudinais de distância (o outro lado, então repulsões intra-subshell fracas), mas em divisões de longitude de 90 (360/4) graus, a energia é melhor caindo em dois pares em cada hemisfério e unindo d-, f-, p- subshells.
Você verá este 5 (2 + 3) em muitos lugares, mesmo em subshells menores. Eu continuo pressionando que a condutividade elétrica (resistência) é extremamente correlacionada a este enchimento 1, 2, 3. A maior condutividade elétrica é mostrada na coluna 11 (cobre, alumínio, ouro). A 2eq Coluna 10 é a segunda maior condutividade elétrica, e 1eq Coluna 9 é a terceira maior condutividade elétrica. No entanto, claramente essa coluna é melhor como 2 + 6 + 3, mas exibida incorretamente em sua tabela como 5s, 6f ou como 2s, 9f.
Resposta
A resposta curta é que existe um conjunto complicado de interações entre os elétrons e o núcleo, bem como entre os próprios elétrons. Isso é o que acaba produzindo uma configuração eletrônica.
Prosseguindo ao longo dos elementos, o padrão nas configurações eletrônicas se assemelha a uma trajetória de vôo. Pode haver um pouco de turbulência ao longo do caminho, mas após cada solavanco ou dois, a trajetória de vôo retorna ao normal.
Alguns dos solavancos são causados pelo fato de que nos blocos de f, completo ou sub-conchas preenchidas pela metade tornam-se atraentes, tanto que pode haver uma corrida um tanto indigna para chegar a tais configurações. Portanto, o cromo, por exemplo, gosta de se antecipar e adotar uma configuração 3d5 4s1 em vez dos esperados 3d4 s2. Os efeitos relativísticos podem desempenhar um papel. Assim, Lr é 7p1 7s2 em vez do esperado 5d1 6s2.
Os pontos importantes são:
- As configurações de elétrons são para átomos neutros, isolados, no estado fundamental. Quantos químicos já trabalharam com átomos isolados? Claro, alguns espectroscopistas de fase gasosa sabem, mas quase todos os experimentos de química geral são feitos em solução aquosa. Quase toda química industrial é feita em fases condensadas. Quase toda a química orgânica é feita em solução. Veja: Por que ensinar a configuração eletrônica dos elementos que fazemos?
- Como os íons são mais importantes do que os átomos gasosos isolados para quase todos os átomos, e os íons importantes não têm configurações eletrônicas anômalas, há poucos motivos para se preocupar com as configurações eletrônicas anômalas dos átomos. Você ficará melhor se concentrando nas configurações de elétrons “características” sem anomalias nas ocupações dos orbitais d e s nos elementos de transição ou orbitais d, s e f nos elementos de transição internos. Veja: Wulfsberg G 2000, Inorganic Chemistry, University Science Books, Sausalito, California, p. 3.
Por exemplo, considere as configurações eletrônicas dos cátions trivalentes dos lantanídeos:
+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
Sem irregularidades! Aqui:
½f = Eu + 2 (4f7) gosta de emular Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) gosta de emular Lu + 3 (4f14 )
Então há Ce + 4 (f0), que gosta de atingir o núcleo vazio de seu progenitor lantanídeo, ou seja, La + 3 (f0); e Tb + 4 (f7) atingindo a mesma configuração preenchida pela metade que Gd + 3 (f7).
Veja: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moscou (em russo), p. 118)