Excepții de la principiul Aufbau?

Principiul Aufbau este un euristic abordarea „umplerii” orbitalilor atomici bazată pe „orbitalii atomici cu cea mai mică energie este servită mai întâi” și principiul de excludere Pauli (o versiune puțin mai detaliată folosește și regulile lui Hund). De asemenea, presupune o interacțiune minimă între orbitalele atomice. Pe baza acestor ipoteze și având în vedere cât de vag este definit, principiul are un succes remarcabil.

Unele excepții apar în grupul de elemente Lantanide (alias „Pământuri rare”, alias primul $ \ mathrm {f} grup de blocuri $). Acestea ar trebui să aibă configurația electronică:

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

Dar datorită similitudinii energetice dintre $ 4f $ și 5 $ d $ orbitali, „excepții” deci apar. Lantanul (simbolul $ \ mathrm {La} $, $ Z = 57 $) este unul dintre acestea. Configurația sa electronică este:

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

Dar aceste excepții nu au în general consecințe grave: în ciuda „anomaliilor” „Lantanidele arată încă starea de oxidare $ \ mathrm {+3} $ în majoritatea compușilor lor chimici.

Principiul Aufbau este despre umplerea mai întâi a unor niveluri mai mici de energie, iar majoritatea lucrurilor din natură au o preferință pentru energie mai mică. Deci, explicația logică trebuie să fie aceea că, pe măsură ce nivelul exterior al d-shell (sau f-shell) se umple, nivelurile de energie sunt deplasate una față de cealaltă, astfel încât configurația „neașteptată” să aibă nivelul general de energie mai scăzut. Prin urmare, principiul Aufbau este încă respectat, învelișul exterior (și poate mai mult) nivelurile de energie nu sunt fixate unul față de altul așa că „frumosul” sistem de numerotare / inscripționare care este evident în primele elemente nu mai este respectat!