一般規則:
* 主要な量子数(n)が低いことを意味します。 この場合、3Dサブレベルにはn =3があり、4Sサブレベルにはn =4があります。したがって、このルールだけに基づいて、3Dサブレベルのエネルギーが低くなると予想されます。
例外:
* 遷移金属(グループ3〜12の要素)の場合、4Sサブレベルは実際には3Dサブレベルよりもエネルギーが低くなっています。 これは、以下を含む要因の組み合わせによるものです。
* シールド: 4S電子は、3D電子よりも内側の電子によって核からより効果的に保護されています。これにより、4S電子は核に対するより弱い魅力を体験し、したがってエネルギーが低くなります。
* 浸透: 4S軌道は、3D軌道と比較して、核の近くで発見される可能性が高くなります。これも、4S電子のエネルギーの低下に貢献します。
要約:
* 遷移金属以外の要素の場合、3Dサブレベルは4Sサブレベルよりもエネルギーが低いです。
* 遷移金属の場合、4Sサブレベルは3Dサブレベルよりもエネルギーが低いです。
例:
*カリウム(k)では、電子の構成は1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹です。 4Sサブレベルは、エネルギーが低いため、最初に埋められます。
*銅(Cu)では、電子構成は1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹3D¹⁰です。理論的にはエネルギーが高いにもかかわらず、3Dサブレベルは4Sサブレベルの後に満たされます。
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