Četl jsem, že elektronická konfigurace uranu je [Rn] 5f³ 6d¹ 7s². Vzhledem k tomu, že dílčí skořápky vyplňují pořadí 5f -> 6d, proč je dílčí skořápka 5f vyplněna pouze částečně? Proč elektrony částečně zaplňují 5f subshell a poté pokračují v naplňování 6d subshell?
Odpověď
Jsem si jistý, že jste obeznámeni s pravidly pro přiřazování elektronových orbitalů, zde je stručně popíšu:
Elektrony vyplňují orbitaly způsobem, který minimalizuje energii atomu. Proto elektrony v atomu plní hlavní energetické úrovně v pořadí zvyšující se energie (elektrony se dostávají dále od jádra). Pořadí vyplněných úrovní vypadá takto:
Princip vyloučení Pauli
Princip vyloučení Pauli uvádí, že žádné dva elektrony nemohou mít stejná čtyři kvantová čísla. První tři (n, la ml) mohou být stejné, ale čtvrté kvantové číslo se musí lišit. Jediný orbitál může obsahovat maximálně dva elektrony, které musí mít protilehlá otočení; jinak by měli stejná čtyři kvantová čísla, což je zakázáno.
Hundovo pravidlo
Při přiřazování elektronů na orbitaly každý elektron nejprve naplní všechny orbitaly podobnou energií (označovanou také jako degenerovaná) a poté se spáruje s jiným elektronem v poloplněném orbitalu. Atomy v základních stavech mají tendenci mít mnoho nepárových elektronů, jak je to možné. To vysvětluje chování Chromia: Z: 24 [Ar] 3d54s1 (všimněte si zde jednoho elektronu za 4 s na oběžné dráze, zatímco d orbitaly jsou obsazeny jednotlivými elektrony jednoho směru otáčení)
Výjimky
Ačkoli pravidlo Aufbau přesně předpovídá elektronovou konfiguraci většiny prvků, existují významné výjimky mezi přechodnými kovy a těžšími prvky. Důvodem těchto výjimek je to, že některé prvky jsou stabilnější s menším počtem elektronů v některých dílčích skořápkách a více elektronů v ot jejím pozoruhodným příkladem je uran, pro dosažení maximální stability má obvykle tento základní stav: Uran: Z: 92 [Rn] 7s2 5f3 6d1
Odkazy
Komentáře
- Ah, takže uran je výjimkou z tohoto pravidla. Čím to je, že je tato konkrétní konfigurace tak stabilní?
- Není to jen uran, přečtěte si znovu, zmínil jsem se také o chromu. Existují další prvky, například měď, niob, palladium, stříbro, thorium atd., Které se od tohoto trendu odchylují. Důvod, který je popsán, je částečně založen na kombinaci pravidel. Pamatujte, že v základním stavu prvku má elektronová konfigurace nejnižší energii. Čím nižší energie, tím větší stabilita. V některých případech lze tento druh stability dosáhnout pouze tehdy, když je v určité orbitální konfiguraci uranu méně elektronů.