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1.3 : 電子配置

電子配置と軌道図は、アウフバウ原理 (追加された各電子は利用可能な最も低いエネルギーのサブシェルを占有する)、パウリ排他原理 (2 つの電子が同じ 4 つの量子数を持つことはできない)、および最大多重度のフントの法則を適用することで決定できます。 (可能な限り、電子は縮退軌道内に不対スピンを保持します)。

サブシェルの相対エネルギーによって、原子軌道が満たされる順序 (1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p など) が決まります。 さまざまなシェルとサブシェルについて、電子の透過力の傾向は次のように表すことができます。

1s > 2s > 2p > 3s > 3p > 4s > 3d > 4p > 5s > 4d > 5p > 6s > 4f....

遮蔽と軌道貫通の効果が大きく、4s軌道の電子は3d軌道の電子よりもエネルギーが低くなることがあります。

最も外側の軌道にある電子は価電子と呼ばれ、元素化学的性質の大部分を決定します。 周期表では、類似した価電子を持つ元素は通常、同じ族内に存在します。

予測された充填順序には、特に半分充填または完全に充填された軌道が形成される可能性がある場合には、いくつかの例外があります。 Cr と Cu の場合、半分充填されたサブシェルと完全に充填されたサブシェルは、明らかに好ましい安定性の条件を満たします。 この安定性は、電子が 4s から 3d 軌道にシフトして、半分充填された 3d サブシェル (Cr 内) または充填された 3d サブシェル (Cu 内) の追加の安定性を獲得するようなものです。 他の例外も発生します。 たとえば、ニオブ (Nb、原子番号 41) は、理論的には電子配置 [Kr]5s24d3 を持つと予測されます。 ただし、実験的には、その基底状態の電子配置は実際には [Kr]5s14d4 です。 5s 軌道内の電子の対によって経験される電子間の反発は、5s 軌道と 4d 軌道の間のエネルギー差よりも大きいためと考えられます。

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Electron ConfigurationOrbital DiagramsAufbau PrinciplePauli Exclusion PrincipleHund s Rule Of Maximum MultiplicitySubshellsAtomic OrbitalsPenetrating Power Of An ElectronShieldingOrbital PenetrationValence ElectronsPeriodic TableFilling OrderPreferred Stability

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