我们知道电子轨道能量的一般顺序是1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p,但实际上很多元素的电子轨道分布都不符合这个顺序,怎么解释这些异常?
比如最简单的,6b族的铬和钼按正常顺序应该是3d4-4s2、4d4-5s2,实际上却是3d5-4s1、4d5-5s1,这个我们还可以解释为电子轨道半满时能量更低。然而同族的钨却又是5d4-6s2,而没有按这个规律填成5d5-6s1。
又如1b族的金银铜分别为5d10-6s1、4d10-5s1、3d10-4s1,同样可以解释为ds轨道均为半满或全满时能量更低。但10b族的镍钯铂并不符合这一条件,应该按正常规律填充为3d8-4s2、4d8-5s2、5d8-6s2,实际上只有镍是按正常规律填充,钯却成了4d10-5s0,铂又是5d9-6s1。
5b族,钒和钽是正常规律的3d3-4s2和5d3-6s2,然而中间的铌却是4s4-5s1。
还有镧系和锕系的开头就更离谱,按正常规律应该是填满6s/7s之后先填4f/5f,再填5d/6d。然而实际上镧系和锕系的开头却是先填了1个5d/6d,然后再填一到两个4f/5f,接下来才把5d/6d清空按正常规律全填4f/5f。
比如最简单的,6b族的铬和钼按正常顺序应该是3d4-4s2、4d4-5s2,实际上却是3d5-4s1、4d5-5s1,这个我们还可以解释为电子轨道半满时能量更低。然而同族的钨却又是5d4-6s2,而没有按这个规律填成5d5-6s1。
又如1b族的金银铜分别为5d10-6s1、4d10-5s1、3d10-4s1,同样可以解释为ds轨道均为半满或全满时能量更低。但10b族的镍钯铂并不符合这一条件,应该按正常规律填充为3d8-4s2、4d8-5s2、5d8-6s2,实际上只有镍是按正常规律填充,钯却成了4d10-5s0,铂又是5d9-6s1。
5b族,钒和钽是正常规律的3d3-4s2和5d3-6s2,然而中间的铌却是4s4-5s1。
还有镧系和锕系的开头就更离谱,按正常规律应该是填满6s/7s之后先填4f/5f,再填5d/6d。然而实际上镧系和锕系的开头却是先填了1个5d/6d,然后再填一到两个4f/5f,接下来才把5d/6d清空按正常规律全填4f/5f。