¿Excepciones al principio de Aufbau?

El principio de Aufbau es bastante heurístico para «llenar» orbitales atómicos basado en «los orbitales atómicos de menor energía se sirven primero» y el Principio de Exclusión de Pauli (una versión un poco más detallada también emplea las Reglas de Hund). También asume una interacción mínima entre orbitales atómicos. Sobre la base de estas suposiciones y teniendo en cuenta lo vagamente definido, el principio es notablemente exitoso.

Se producen algunas excepciones en el grupo de elementos Lantánidos (también conocido como «Tierras raras», también conocido como primer $ \ mathrm {f} $ grupo de bloques). Estos deben tener la configuración electrónica:

$$ [\ mathrm {Xe}] 4f ^ n6s ^ 2 $$

Pero debido a la similitud energética entre $ 4f $ y $ 5 d $ orbitales, así surgen «excepciones». El lantano (símbolo $ \ mathrm {La} $, $ Z = 57 $) es uno de estos. Su configuración electrónica es:

$$ [\ mathrm {Xe}] 5d ^ 16s ^ 2 $$

Pero estas excepciones generalmente no tienen consecuencias graves: a pesar de las «anomalías «los lantánidos todavía muestran el estado de oxidación $ \ mathrm {+3} $ en la mayoría de sus compuestos químicos.

El principio de Aufbau trata de llenar primero los niveles de energía más bajos, y la mayoría de las cosas en la naturaleza tienen preferencia por la energía más baja. Por lo tanto, la explicación lógica debe ser que a medida que se llena el nivel externo de la capa d (o capa f), el Los niveles de energía se desplazan entre sí para que la configuración «inesperada» tenga el nivel de energía más bajo en general. Por lo tanto, el principio de Aufbau todavía se sigue, los niveles de energía de la capa exterior (y tal vez más) no están fijos entre sí, y ¡así que el «hermoso» sistema de numeración / letras que es evidente en los primeros elementos ya no se obedece!