Ранее мы разобрали порядок заполнения энергетических уровней и выяснили, что электроны не перейдут на следующий подуровень, пока не заполнят предыдущий до конца (принцип Гунда). Однако, иногда, данное правило будет нарушаться в связи с тем, что эти отступления от общей последовательности будут обеспечивать электрону меньшую энергию.
Дело в том, что атомы стремятся полностью или наполовину заполнить подуровень (d⁵, d¹⁰), поэтому когда в атомах элементов строение электронной оболочки приближается к вышеуказанному, может наблюдаться преждевременное заполнение d-подуровня за счёт проскока электрона с внешнего s- подуровня на предвнешний d- подуровень.
Разберем на примере атома меди (Cu):
Медь находится в 4 периоде, значит, внешний уровень – четвертый, а предвнешний – третий. Порядковый номер атома меди – 29, значит, ее электронная оболочка состоит из 29 электронов. Давайте составим электронную конфигурацию для атома меди:
Для заполнения предвнешнего d-подуровня не хватает 1 электрона (3d¹⁰), поэтому в этом случае происходит проскок одного электрона с внешнего подуровня (4s²) на предвнешний (3d⁹).
Таким образом, правильная электронная конфигурация для атома меди теперь выглядит так:
Давайте рассмотрим атом Хрома:
Порядковый номер атома хрома – 24, электронная конфигурация должна выглядеть так:
Для заполнения половины d-подуровня (3d⁵) не хватает одного электрона, значит, в этом случае снова происходит проскок электрона с внешнего 4s-подуровня на предвнешний 3d-подуровень, и электронная конфигурация в действительности выглядит так:
Таблица элементов, для которых характерен проскок электрона:
В ЕГЭ очень часто спрашивают про количество внешних электронов. Например: выберите два элемента, у которых одинаковое количество внешних электронов: K, Al, Ca, Cu, Cl. К и Сu имеют один электрон на внешнем уровне.
Внешние электроны – это электроны, которые находятся на внешнем (последнем уровне).
У элементов, для которых характерен проскок электрона, на внешнем уровне будет всегда один электрон: Cu 4s¹ 3d¹⁰
Коротко о главном: заполнение электронных орбиталей происходит в соответствии с принципом Паули, правилом Хунда и принципом наименьшей энергии.