استثناءات مبدأ أوفباو: الكروم والنحاس وحد تفسير الامتلاء

الخلاصة السريعة

نعتمد التوزيع الأرضي المرصود، لا التوقع المختصر. ^[1]

• الكروم المتعادل، وعدده 24: [Ar] 3d⁵ 4s¹؛ النحاس، وعدده 29: [Ar] 3d¹⁰ 4s¹. ^[2][3]
• تقارب طاقات المستويات الفرعية والتفاعلات بين الإلكترونات وراء صعوبة قاعدة ترتيب ثابتة؛ نصف الامتلاء تفسير مختصر لبعض الحالات. ^[1]
• النيوبيوم 41 توزيعه [Kr] 4d⁴ 5s¹، فلا يصح جعل نصف الامتلاء أو الامتلاء الكامل تفسيرًا لكل استثناء. ^[4][1]
• فحص العدد يعطي 18 + 5 + 1 = 24 و 18 + 10 + 1 = 29 و 36 + 4 + 1 = 41.
• للأيون توزيع مستقل؛ تزال ns قبل d في الفلزات الانتقالية. ^[1]

المتوقع المبسط والتوزيع المرصود

التطبيق الآلي المعتاد لترتيب الملء يتوقع للكروم [Ar] 3d⁴ 4s² وللنحاس [Ar] 3d⁹ 4s². تختلف هذه الكتابة عن توزيعيهما الأرضيين المرجعيين. ^[1]

بيانات الجدول للذرتين المتعادلتين. ^[2][3]

الخطأ لا يُكتشف من مجموع الإلكترونات وحده: كلا توزيعي الكروم يجمع إلى 24. فحص المجموع شرط لازم، لكنه لا يختار تلقائيًا الحالة المرجعية الصحيحة.

في جدول الحل، افصل التوقع عن المرصود؛ لا تستبدل الخانة المعطاة من تلقاء نفسك.

لماذا لا يكفي حفظ نصف الامتلاء؟

تقارب طاقات المستويات وتنافر الإلكترونات يؤثران في التوزيع؛ نصف 3d أو امتلاؤه تفسير محدود في Cr و Cu. ^[1]

النمط المختصر لا يتنبأ بكل حالة. ^[1]

النيوبيوم يختبر حدود التفسير

النيوبيوم [Kr] 4d⁴ 5s¹، لا التوقع [Kr] 4d³ 5s²؛ العدد 41. ^[4][1]

في الرسم خمسة مدارات 4d: أربعة تحمل إلكترونًا والخامس فارغ؛ كل مدار يسع إلكترونين. ^[4][5]

للمقارنة الحسابية: نصف السعة 10 هو 5، بينما العدد 4 يقل عن 5 بواحد وعن 10 بستة. لذا لا تستبدل الأس 4 بالأس 5 فقط للوصول إلى نصف الامتلاء.

وإذا عددت إلكترون 5s مع الأربعة، وصل المجموع الخارجي إلى 5؛ لكن هذا لا يجعل المستوى 4d نفسه نصف ممتلئ. جمع مستويين مختلفين لا يغير إشغال أحدهما.

كيف نفحص التوزيع دون خلط الذرة بالأيون؟

نختبر المجاميع باستخدام اللبين المختصرين: للأرجون 18 إلكترونًا، وللكريبتون 36. إذن 18 + 5 + 1 = 24 و 18 + 10 + 1 = 29 و 36 + 4 + 1 = 41.

فحص المجموع لا يكفي لاختيار الحالة الأرضية؛ راجع التوزيع والحالة المطلوبة. ^[1]

للأيون عدد إلكترونات مختلف؛ تزال ns قبل d في الفلزات الانتقالية، فلا نعكس الملء تلقائيًا. ^[1]

ابدأ بورقة الحل: اسم العنصر، الشحنة المعطاة، والحالة المطلوبة. ثم تحقق من كل خانة.