Jag läste att den elektroniska konfigurationen av uran är [Rn] 5f³ 6d¹ 7s². Med tanke på att subshells fyller i ordningen 5f -> 6d, varför fylls 5f subshell bara delvis? Varför fyller elektroner 5f subshell delvis och fortsätter sedan att fylla 6d subshell?
Svar
Jag är säker på att du känner till reglerna för tilldelning av elektronorbitaler, jag kommer kort att beskriva dem här:
Elektroner fyller orbitaler på ett sätt för att minimera atomenergin. Därför fyller elektronerna i en atom de huvudsakliga energinivåerna i ordning av ökande energi (elektronerna kommer längre bort från kärnan). Ordningen på fyllda nivåer ser ut så här:
Pauli-uteslutningsprincip
Pauli-uteslutningsprincipen säger att inga två elektroner kan ha samma fyra kvantnummer. De första tre (n, l och ml) kan vara desamma, men det fjärde kvantantalet måste vara annorlunda. En enda bana kan rymma maximalt två elektroner, som måste ha motsatta snurr; annars skulle de ha samma fyra kvantnummer, vilket är förbjudet.
Hund ”s regel
Vid tilldelning av elektroner i orbitaler kommer varje elektron att först fylla alla orbitaler med liknande energi (även kallad degenererad) innan de paras ihop med en annan elektron i en halvfylld orbital. Atomer vid jordtillstånd tenderar att ha som många oparade elektroner som möjligt. Detta förklarar kromens beteende: Z: 24 [Ar] 3d54s1 (notera här den elektronen i 4s omlopp medan d-orbitalerna är upptagen med enstaka elektroner i en rotationsriktning)
Undantag
Även om Aufbau-regeln förutsäger elektronkonfigurationen för de flesta element exakt, finns det anmärkningsvärda undantag bland övergångsmetaller och tyngre element. Anledningen till att dessa undantag förekommer är att vissa element är mer stabila med färre elektroner i vissa underskal och fler elektroner i ot hennes och ett anmärkningsvärt exempel är uran, för att det får maximal stabilitet har vanligtvis detta marktillstånd: Uran: Z: 92 [Rn] 7s2 5f3 6d1
Referenser
Kommentarer
- Ah så uran är ett undantag från denna regel. Vad är det med den här specifika konfigurationen som gör den så stabil?
- Det är inte bara uran, läs igen Jag har också nämnt Chromium. Det finns andra element till exempel koppar, niob, palladium, silver, torium etc som avviker från denna trend. Anledningen som beskrivs är delvis baserad på kombinationen av reglerna. Kom ihåg att elektronkonfigurationen har ett lägst energiinnehåll i ett jordat tillstånd av ett element. Ju lägre energi desto mer stabilitet. I vissa fall kan denna typ av stabilitet endast uppnås när det finns färre elektroner i en viss omloppssäkerhet Uraniumkonfiguration.