Azt olvastam, hogy az urán elektronikus konfigurációja [Rn] 5f³ 6d¹ 7s². Tekintettel arra, hogy az alhéjak kitöltik az 5f -> 6d sorrendet, miért van az 5f alhéj csak részben kitöltve? Miért töltik fel az elektronok az 5f alhéjat részben, majd folytatják a 6d alhéjat?
Válasz
Biztos vagyok benne, hogy ismeri az elektronpályák hozzárendelésének szabályait, itt röviden ismertetem őket:
Az elektronok úgy töltik fel a pályákat, hogy minimalizálják az atom energiáját. Ezért az atomban lévő elektronok növekvő energia sorrendjében töltik ki a fő energiaszinteket (az elektronok egyre távolabb kerülnek a magtól). A kitöltött szintek sorrendje így néz ki:
Pauli kizárási alapelv
A Pauli kizárási elv kimondja, hogy két elektronnak nem lehet ugyanaz a négy kvantumszám. Az első három (n, l és ml) azonos lehet, de a negyedik kvantumszámnak másnak kell lennie. Egyetlen pályára maximum két elektron fér el, amelyeknek ellentétes pörgetésekkel kell rendelkezniük; különben ugyanaz a négy kvantumszámuk lenne, ami tilos.
Hund “s szabály
Amikor elektronokat rendelünk a pályákra, akkor minden elektron először az összes pályát hasonló energiával tölti meg (más néven degenerátumként), mielőtt párosulna egy másik elektronnal egy félig kitöltött pályán. Az alapállapotú atomok általában a lehető legtöbb párosítatlan elektron. Ez megmagyarázza a Króm viselkedését: Z: 24 [Ar] 3d54s1 (itt jegyezzük meg a 4s orbitális elektront, míg a d pályákat egyetlen spin-irányú egyetlen elektron foglalja el)
Kivételek
Bár az Aufbau szabály pontosan megjósolja a legtöbb elem elektronkonfigurációját, vannak figyelemre méltó kivételek Ezek a kivételek azért fordulnak elő, hogy egyes elemek stabilabbak, kevesebb részhéjban kevesebb elektron, míg több övé és figyelemre méltó példa az urán, mivel a maximális stabilitás megszerzéséhez általában ez az alapállapota: Urán: Z: 92 [Rn] 7s2 5f3 6d1
Referenciák
megjegyzések
- Ah, tehát az urán kivétel ez alól a szabály alól. Mi ez a sajátos konfiguráció, amely miatt ilyen stabil?
- Nemcsak uránja, olvassa el újra, emlegettem a krómot is. Vannak más elemek, például a réz, a nióbium, a palládium, az ezüst, a tórium stb., Amelyek eltérnek ettől a trendtől. A leírt ok részben a szabályok kombinációján alapul. Ne feledje, hogy egy elem alapállapotában az elektronkonfigurációnak van a legkisebb energiája. Minél alacsonyabb az energia, annál nagyobb a stabilitás. Bizonyos esetekben ez a fajta stabilitás csak akkor érhető el, ha kevesebb elektron van egy adott pályán, mondjuk az urán konfigurációban.