Электронные конфигурации и провал электрона

Как расставить электроны по уровням и почему у хрома и меди правило нарушается.

5. Составление электронных конфигураций

Электроны в атоме стремятся занять состояние с минимальной энергией. Порядок заполнения орбиталей подчиняется Правилу Клечковского (правилу n+l):

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → ...

Важно заметить, что 4s уровень заполняется раньше, чем 3d, так как имеет более низкую энергию (4+0=4 против 3+2=5).

Графическая формула (квантовые ячейки) показывает распределение электронов по орбиталям с учетом принципа Паули (не более 2 электронов в ячейке) и правила Хунда (сначала по одному электрону в каждую ячейку подуровня).

6. Особенности заполнения (Провал электрона)

В химии элементы подгрупп меди и хрома ведут себя "не по правилам". Это связано с особой стабильностью полностью заполненных (d¹⁰) или наполовину заполненных (d⁵) подуровней. Симметричное распределение заряда энергетически более выгодно атома.

Хром (Cr, №24)

Теоретически ожидалось: ...4s23d4.

Однако один электрон с 4s "проваливается" на 3d, чтобы создать стабильную конфигурацию d⁵.

Реально: ...4s¹3d⁵ (6 неспаренных электронов! Это объясняет высокую валентность хрома).

Медь (Cu, №29)

Теоретически ожидалось: ...4s23d9.

Один электрон переходит с 4s на 3d, завершая слой.

Реально: ...4s¹3d¹⁰.

Аналогичные явления наблюдаются у Молибдена (Mo), Серебра (Ag), Золота (Au).