Des exceptions au principe Aufbau?

Le principe dAufbau est un assez approche heuristique pour « remplir » les orbitales atomiques basées sur « les orbitales atomiques les plus basses dénergie sont servies en premier » et le principe dexclusion de Pauli (une version légèrement plus détaillée utilise également les règles de Hund). Il suppose également une interaction minimale entre orbitales atomiques. Sur la base de ces hypothèses et compte tenu de la façon dont il est défini, le principe est remarquablement réussi.

Certaines exceptions se produisent dans le groupe déléments Lanthanide (alias « Terres rares », alias first $ \ mathrm {f} $ block group). Ceux-ci devraient avoir la configuration électronique:

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

Mais en raison de la similitude énergétique entre les $ 4f $ et $ 5 d $ orbitales, des « exceptions » se présentent donc. Le lanthane (symbole $ \ mathrm {La} $, $ Z = 57 $) en fait partie. Sa configuration électronique est:

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

Mais ces exceptions nont généralement pas de conséquences graves: malgré les « anomalies « Les Lanthanides montrent toujours létat doxydation $ \ mathrm {+3} $ dans la plupart de leurs composés chimiques.

Le principe Aufbau consiste à remplir dabord les niveaux dénergie inférieurs, et la plupart des choses dans la nature ont une préférence pour une énergie plus faible. Ainsi, lexplication logique doit être que lorsque le niveau externe de la couche D (ou de la couche F) se remplit, le niveau externe existant les niveaux dénergie sont décalés les uns par rapport aux autres de sorte que la configuration «inattendue» a globalement le niveau dénergie le plus bas. Ainsi, le principe Aufbau est toujours respecté, les niveaux dénergie de la coque externe (et peut-être plus) ne sont pas fixes les uns par rapport aux autres ainsi le « beau » système de numérotation / lettrage qui est évident dans les premiers éléments nest plus respecté!