Poikkeuksia Aufbau-periaatteesta?

Aufbaun periaate on melko heuristinen lähestymistapa ”täyttää” atomipyörät, jotka perustuvat ”pienimmän energian atomirataaliin palvellaan ensin” ja Paulin poissulkemisperiaatteeseen (hieman yksityiskohtaisempi versio käyttää myös Hundin sääntöjä). atomien kiertoradat. Näiden oletusten perusteella ja ottaen huomioon, kuinka löyhästi se on määritelty, periaate on erittäin onnistunut.

Joitakin poikkeuksia esiintyy Lanthanide-elementtiryhmässä (alias ”Harvinaiset maapallot”, alias ensimmäinen $ \ mathrm {f} $ -ryhmä). Näillä tulisi olla elektronikonfiguraatio:

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

Mutta koska $ 4f $: n ja $ 5: n välinen energia on samankaltainen d $ kiertoradat, ”poikkeuksia” syntyy. Lantaani (symboli $ \ mathrm {La} $, $ Z = 57 $) on yksi näistä. Sen elektronikonfiguraatio on:

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

Mutta näillä poikkeuksilla ei yleensä ole vakavia seurauksia: ”poikkeavuuksista huolimatta” ”Lanthanideilla on edelleen $ \ mathrm {+3} $ -hapetustila useimmissa kemiallisissa yhdisteissään.

Aufbau-periaate koskee ensin alempien energiatasojen täyttämistä, ja useimmissa luonnossa asioissa etusija on matalammalla energialla, joten loogisen selityksen on oltava, että kun ulompi d-kuori (tai f-kuori) taso täyttyy, nykyinen ulompi taso täyttyy. energiatasoja siirretään suhteessa toisiinsa niin, että ”odottamattomalla” kokoonpanolla on kokonaisuudessaan alhaisempi energiataso. Joten Aufbaun periaatetta noudatetaan edelleen, ulkokuoren (ja ehkä enemmänkin) energiatasoja ei ole kiinnitetty toisiinsa nähden, ja joten varhaisissa osissa näkyvää ”kaunista” numerointi- / kirjoitusjärjestelmää ei enää noudateta!