Am citit că configurația electronică a uraniului este [Rn] 5f³ 6d¹ 7s². Având în vedere că sub-coajele completează ordinea 5f -> 6d, de ce este sub-coajă 5f doar parțial umplută? De ce electronii umple parțial sub-coajă 5f apoi procedează la umplerea sub-coajă 6d?
Răspuns
Sunt sigur că sunteți familiarizați cu regulile de atribuire a orbitalelor electronice, le voi descrie pe scurt aici:
Electronii umple orbitalii într-un mod de a minimiza energia atomului. Prin urmare, electronii dintr-un atom umplu principalele niveluri de energie în ordinea creșterii energiei (electronii se îndepărtează de nucleu). Ordinea nivelurilor completate arată astfel:
Principiul de excludere Pauli
Principiul de excludere Pauli afirmă că nu există doi electroni care pot avea aceleași patru numere cuantice. Primele trei (n, l și ml) pot fi aceleași, dar al patrulea număr cuantic trebuie să fie diferit. Un singur orbital poate conține maximum doi electroni, care trebuie să aibă rotiri opuse; altfel ar avea aceleași patru numere cuantice, ceea ce este interzis.
Regula lui Hund
Atunci când se atribuie electroni în orbitali, fiecare electron va umple mai întâi toți orbitalii cu energie similară (denumită și degenerată) înainte de a se împerechea cu un alt electron într-un orbital pe jumătate umplut. mulți electroni neperecheați posibil. Acest lucru explică comportamentul cromului: Z: 24 [Ar] 3d54s1 (rețineți aici electronul din orbitalul de 4s în timp ce orbitalii d sunt ocupați cu electroni simpli cu o singură direcție de rotire) > Excepții
Deși regula Aufbau prezice cu exactitate configurația electronică a majorității elementelor, există excepții notabile printre metalele de tranziție și elementele mai grele. Motivul pentru care apar aceste excepții este că unele elemente sunt mai stabile, cu mai puțini electroni în unele sub-cochilii și mai mulți electroni în ot al ei și un exemplu remarcabil este uraniul, pentru că dobândește stabilitatea maximă are de obicei această stare de bază: Uraniu: Z: 92 [Rn] 7s2 5f3 6d1
Referințe
Comentarii
- Ah, deci uraniul este o excepție de la această regulă. Ce este această configurație specifică care o face atât de stabilă?
- Este nu numai uraniu, citește din nou Am menționat și crom. Există și alte elemente, de exemplu, cupru, niobiu, paladiu, argint, toriu etc., care se abat de la această tendință. Motivul descris este parțial bazat pe combinația de reguli. Amintiți-vă că într-o stare de bază a unui element configurația electronică are cea mai mică energie. Cu cât energia este mai mică, cu atât stabilitatea este mai mare. În unele cazuri, acest tip de stabilitate poate fi obținut numai atunci când există mai puțini electroni într-un anumit orbital, de exemplu configurația Uranium.