一般的な傾向
* aufbau原則: 電子は、エネルギーレベルを上げる順に軌道を満たします。
* Hundのルール: サブシェル内で、電子はペアリングする前に個別に軌道を占有します。
* パウリ除外原理: 原子内の2つの電子は、4つの量子数(スピンを含む)の同じセットを持つことはできません。
カリウム(k)
*原子番号:19
*電子構成:1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹
* キー機能: カリウムには、最も外側の4S軌道に1つの価電子があります。これにより、非常に反応性が高まり、その電子を容易に失い、+1カチオンを形成します。
クロム(Cr)
*原子番号:24
*電子構成:1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹3D⁵
* キー機能: クロムは半分充填された3Dサブシェルを示します。これは特に安定した構成です。これが、予想される構成(4S²3D⁴)がわずかに変更され、1つの電子が4Sから3D軌道に移動する理由です。
銅(cu)
*原子番号:29
*電子構成:1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹3D¹⁰
* キー機能: 銅はまた、予想される構成(4S²3D⁹)から逸脱して、完全に満たされた3Dサブシェルを実現します。これも非常に安定した配置です。これにより、4S軌道から3D軌道への1つの電子シフトが発生します。
類似点と相違点
* 価電子: 3つの要素はすべて、最も外側の軌道(4s)に単一の原子価電子を持っています。
* 反応性: 3つすべては金属と見なされており、単一の原子価電子のために比較的反応性があります。
* aufbau原則の例外: クロムと銅はどちらも、より安定した電子構成を実現するために標準のAufbau原理から逸脱する電子構成を示します。
要約
カリウム、クロム、および銅は、4S軌道に単一の原子価電子を持っているという共通の特徴を共有していますが、半分充填(クロム)および完全に満たされた(銅)Dサブシェルに関連する安定性により、異なる電子構成を示します。この動作は、安定性と電子構成の相互作用を理解することの重要性を示しています。