Jeg leste at den elektroniske konfigurasjonen av uran er [Rn] 5f³ 6d¹ 7s². Gitt at subshellene fyller ut rekkefølgen 5f -> 6d, hvorfor er 5f subshell bare delvis fylt ut? Hvorfor fyller elektroner 5f subshell delvis, og fortsetter deretter med å fylle 6d subshell?
Svar
Jeg er sikker på at du er kjent med reglene for tildeling av elektronorbitaler, jeg vil kort beskrive dem her:
Elektroner fyller orbitaler på en måte som minimerer atomens energi. Derfor fyller elektronene i et atom de viktigste energinivåene i rekkefølge av økende energi (elektronene kommer lenger fra kjernen). Rekkefølgen av fylte nivåer ser slik ut:
Pauli-eksklusjonsprinsipp
Pauli-ekskluderingsprinsippet sier at ingen to elektroner kan ha samme fire kvantetall. De tre første (n, l og ml) kan være de samme, men det fjerde kvantetallet må være forskjellig. En enkelt bane kan inneholde maksimalt to elektroner, som må ha motstridende spinn; ellers ville de ha de samme fire kvantetallene, noe som er forbudt.
Hund «s regel
Ved tildeling av elektroner i orbitaler, vil hvert elektron først fylle alle orbitalene med lignende energi (også referert til som degenerert) før de pares med et annet elektron i en halvfylt orbital. Atomer i jordtilstander har en tendens til å ha mange uparrede elektroner som mulig. Dette forklarer oppførselen til Chromium: Z: 24 [Ar] 3d54s1 (merk her det ene elektronet i 4s orbital mens d-orbitalene er opptatt av enkeltelektroner i en spinnretning)
Unntak
Selv om Aufbau-regelen forutsier nøyaktig elektronkonfigurasjonen til de fleste elementer, er det bemerkelsesverdige unntak blant overgangsmetallene og tyngre grunner. Årsaken til at disse unntakene oppstår, er at noen grunnstoffer er mer stabile med færre elektroner i noen underskall og flere elektroner i hennes og et bemerkelsesverdig eksempel er uran, for det å oppnå maksimal stabilitet har vanligvis denne grunntilstanden: Uran: Z: 92 [Rn] 7s2 5f3 6d1
Referanser
Kommentarer
- Ah så uran er et unntak fra denne regelen. Hva er det med denne spesifikke konfigurasjonen som gjør den så stabil?
- Det er ikke bare uran, les igjen. Jeg har også nevnt Chromium. Det er andre elementer, for eksempel kobber, niob, palladium, sølv, torium osv. Som avviker fra denne trenden. Årsaken som beskrevet er delvis basert på kombinasjonen av reglene. Husk at i grunntilstand av et element har elektronkonfigurasjonen sin laveste energi. Jo lavere energi, jo mer stabilitet. I noen tilfeller kan denne typen stabilitet bare oppnås når det er færre elektroner i en bestemt bane, for eksempel Uranium-konfigurasjon.