構造原理の例外？

オーフバウの原理はかなり<「最低エネルギーの原子軌道が最初に提供される」とパウリの排他原理（もう少し詳細なバージョンでもフントの規則を採用）に基づいて原子軌道を「埋める」ためのem>ヒューリスティックアプローチ。また、相互作用が最小限であることを前提としています。原子軌道。これらの仮定に基づいて、それがどれほど緩く定義されているかを考慮すると、原理は非常に成功しています。

ランタニドの要素グループ（別名「レアアース」、別名最初の$ \ mathrm）でいくつかの例外が発生します。 {f} $ブロックグループ）。これらは電子配置を持つ必要があります：

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

ただし、$ 4f $と$ 5の間のエネルギーの類似性のためd $軌道、「例外」が発生します。ランタン（記号$ \ mathrm {La} $、$ Z = 57 $）はこれらの1つです。その電子配置は次のとおりです。

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

しかし、これらの例外は一般に深刻な結果をもたらすことはありません。 「ランタニドは、ほとんどの化学化合物でまだ$ \ mathrm {+ 3} $の酸化状態を示しています。

Aufbauの原理は、最初に低いエネルギーレベルを埋めることであり、自然界のほとんどのものは低いエネルギーを優先します。したがって、論理的な説明は、外側のdシェル（またはfシェル）レベルがいっぱいになると、既存の外側エネルギーレベルは相互にシフトしているため、「予期しない」構成では全体的にエネルギーレベルが低くなります。したがって、Aufbauの原則は引き続き守られ、外殻（およびおそらくそれ以上）のエネルギーレベルは相互に固定されません。そのため、初期の要素で明らかな「美しい」番号付け/レタリングシステムはもはや守られていません！