Jai lu que la configuration électronique de luranium est [Rn] 5f³ 6d¹ 7s². Étant donné que les sous-couches se remplissent dans lordre 5f -> 6d, pourquoi le sous-shell 5f nest-il que partiellement rempli? Pourquoi les électrons remplissent-ils partiellement la sous-couche 5f puis procèdent au remplissage de la sous-couche 6d?
Réponse
Je suis sûr que vous connaissez les règles dattribution des orbitales délectrons, je vais les décrire brièvement ici:
Les électrons remplissent les orbitales de manière à minimiser lénergie de latome. Par conséquent, les électrons dun atome remplissent les principaux niveaux dénergie par ordre dénergie croissante (les électrons séloignent du noyau). Lordre des niveaux remplis ressemble à ceci:
Principe dexclusion de Pauli
Le principe dexclusion de Pauli stipule quaucun électrons ne peut avoir mêmes quatre nombres quantiques. Les trois premiers (n, l et ml) peuvent être identiques, mais le quatrième nombre quantique doit être différent. Une seule orbitale peut contenir un maximum de deux électrons, qui doivent avoir des spins opposés; sinon, ils auraient les mêmes quatre nombres quantiques, ce qui est interdit.
Règle de Hund
Lors de lassignation délectrons dans les orbitales, chaque électron remplira dabord toutes les orbitales avec une énergie similaire (également appelée dégénérée) avant de sassocier à un autre électron dans une orbitale à moitié remplie. Les atomes aux états fondamentaux ont tendance à autant délectrons non appariés que possible. Ceci explique le comportement de Chrome: Z: 24 [Ar] 3d54s1 (notez ici le seul électron en orbite 4s alors que les orbitales d sont occupées par des électrons uniques dune direction de spin)
Exceptions
Bien que la règle Aufbau prédit avec précision la configuration électronique de la plupart des éléments, il existe des exceptions notables parmi les métaux de transition et les éléments plus lourds. La raison pour laquelle ces exceptions se produisent est que certains éléments sont plus stables avec moins délectrons dans certaines sous-couches et plus délectrons dans ot le sien et un exemple notable est luranium, car pour acquérir une stabilité maximale, il faut généralement avoir cet état fondamental: Uranium: Z: 92 [Rn] 7s2 5f3 6d1
Références
Commentaires
- Ah donc luranium est une exception à cette règle. Quest-ce qui rend cette configuration si stable?
- Ce nest pas seulement de luranium, relisez jai également mentionné le chrome. Il existe dautres éléments comme le cuivre, le niobium, le palladium, largent, le thorium etc. qui sécartent de cette tendance. La raison telle que décrite est en partie basée sur la combinaison des règles. Rappelez-vous que dans létat fondamental dun élément, la configuration électronique a sa plus faible énergie. Plus lénergie est basse, plus la stabilité est élevée. Dans certains cas, ce type de stabilité ne peut être obtenu que lorsquil y a moins délectrons dans une configuration orbitale particulière, disons Uranium.