Bästa svaret
Under det periodiska systemet har underskal som inte är fulla mellanstrukturer som inte följer aufbau arkivstruktur. De är olika i 3D.
Du kan se detta i det elektromagnetiska spektrumet. F-skalet ska fylla 14 platser (7 par). Vid 8 yttre elektroner har spektrumet en mängd linjer.
Vid 9 yttre elektroner sjunker spektrumet till några linjer.
Så klart, aufbau saknar något grundläggande. Det borde bara vara ytterligare en rad rader om det verkligen fyller en subshell från 1 till 14 (3 till 16 om du inkluderar s-subshell 2), inte en dramatisk förändring från 8 till 9 i mitten.
Normalt är s-skalet två elektroner (tänk de axiella anisotropa polerna med svag kraft, alltså endast väte och helium i första skalet) i 3D. Då fyller p-, d-, f- vid olika uppsättningar av avstånd (och lutningsvinklar i två halvklot – Pauli-par) som skapar grupperna av samma energi som kallas subshells. Det finns dock en annan position vid ekvatorn där tre (3) elektroner passar för vissa mellanstrukturer, som din fråga.
Som sådan delade jag 5s i 2m (nucleoMagentic axel), 3eq (ekvatorial) eftersom de faktiskt har olika energinivåer. Det nuvarande systemet känner bara igen s-, d-, f-, p- så att de inte har en femte platshållare och använder felaktigt den eller de tillgängliga. Det finns en ekvatorial subshell, upp till 3 elektroner (förutom 4 i XF4), som INTE visas i hela skal.
När en elektron som är inställd vid ekvatorn blir 4 är den inte 120 (360 / 3) längsgående grader bort (den andra sidan, så svaga intra-subshell-avstötningar), men vid longituddelningar på 90 (360/4) grader, faller energin bättre i två par i varje halvklot och förenar d-, f-, p- subshells.
Du kommer att se denna 5 (2 + 3) på många ställen, även i mindre subshells. Jag fortsätter att trycka på att elektrisk ledningsförmåga (motstånd) är extremt starkt korrelerad med denna 1, 2, 3 fyllning. Den högsta elektriska ledningsförmågan visas i kolumn 11 (koppar, aluminium, guld). 2eq-kolumn 10 är den 2: a högsta elektriska ledningsförmågan och 1eq-kolumn 9 är den 3: e högsta elektriska ledningsförmågan. Det är dock klart att den kolumnen är bättre som 2 + 6 + 3, men visas felaktigt i din tabell som antingen 5s, 6f eller som 2s, 9f.
Svar
Det korta svaret är att det finns en komplicerad uppsättning interaktioner mellan elektronerna och kärnan såväl som mellan elektronerna själva. Det är det som i slutändan producerar en elektronkonfiguration.
Utifrån elementen liknar mönstret i elektronkonfigurationer sedan en flygväg. Det kan finnas lite turbulens längs vägen, men efter varje bump eller två återgår flygvägen till normal.
Några av stötar orsakas av det faktum att i d- och f-blocken är fulla eller halvfyllda underskal blir attraktiva, så mycket att det kan vara lite av ett obetydligt lopp att komma till sådana konfigurationer. Så krom gillar till exempel att gå före sig själv och anta en 3d5 4s1-konfiguration snarare än den förväntade 3d4 s2. Relativistiska effekter kan spela en roll. Således är Lr 7p1 7s2 snarare än den förväntade 5d1 6s2.
De viktiga punkterna är:
- Elektronkonfigurationer är för neutrala, isolerade, jordtillståndsatomer. Hur många kemister arbetar någonsin med isolerade atomer? Visst gör några gasfaspektroskopister, men nästan alla allmänna kemiexperiment görs i vattenlösning. Nästan all industriell kemi sker i kondenserade faser. Nästan all organisk kemi sker i lösning. Se: Varför lära oss elektronkonfigurationen av elementen?
- Eftersom joner är viktigare än isolerade gasatomer för nästan alla atomer, och viktiga joner saknar avvikande elektronkonfigurationer, finns det liten anledning att oroa sig för avvikande elektronkonfigurationer av atomer. Det är bättre för dig att fokusera på karakteristiska elektronkonfigurationer utan avvikelser i ockupationen av d och s orbitaler i övergångselementen eller d, s och f orbitaler i de inre övergångselementen. Se: Wulfsberg G 2000, Oorganisk kemi, University Science Books, Sausalito, Kalifornien, s. 3.
Tänk till exempel på elektronkonfigurationerna för de trevärda katjonerna av lantaniderna:
+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
Inga oegentligheter! Här:
½f = Eu + 2 (4f7) gillar att emulera Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) gillar att emulera Lu + 3 (4f14 )
Sedan finns det Ce + 4 (f0), som gillar att uppnå den tomma kärnan hos sin lantanidfader, nämligen La + 3 (f0); och Tb + 4 (f7) uppnår samma halvfyllda konfiguration som Gd + 3 (f7).
Se: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moskva (på ryska), s. 118)