エネルギーレベルとシールド:
* エネルギーレベル: 4s軌道は、実際には3D軌道よりも *エネルギーが低くなっています。これは直感に反するように思えるかもしれませんが、それは4S軌道が核の近くに浸透し、内側の電子からのシールドが少なく、より強い魅力を感じるという事実によるものです。
* シールド: 3D電子は、内側の電子からより大きな盾を経験し、それらをわずかに高いエネルギーレベルに押し上げます。
イオン化と安定性:
* 削除の容易: 4S電子はエネルギーレベルが低いため、イオン化中に除去が容易です。 3D電子よりも4S電子を除去するには、より少ないエネルギーが必要です。
* 電子構成安定性: 4S電子を失った後、得られるイオンはしばしば安定した電子構成を持ち、完全または半分のDサブシェルを備えており、部分的に満たされたDサブシェルよりも安定しています。
例:遷移金属
鉄の例を見てみましょう(Fe):
* 基底状態: FE:[ar]4S²3D⁶
* 最初のイオン化: Fe⁺:[AR]4S¹3D⁶
* 2番目のイオン化: fe²⁺:[ar]3d⁶
3D軌道のエネルギーが高いにもかかわらず、4S電子が最初にどのように失われるかに注意してください。これは、得られたFe²⁺イオンが半分の3Dサブシェルを備えたより安定した電子構成を持っているためです。
覚えておくべきキーポイント:
*エネルギーレベルは、常に主要な量子数(n)に対応するとは限りません。
*シールド効果は、電子エネルギーを決定する上で重要な役割を果たします。
*イオン化は、安定した電子構成の探求によって駆動されます。
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