Konfiguration der Elektronenhülle

Theoretisch ja: Wenn Sie einen punktförmigen positiven Kern annehmen und die QED-Theorie von Feynman verwenden, können Sie die Elektronenkonfiguration jedes Elements vorhersagen. Feynman gibt sogar einige grobe Beispiele in seinen Lectures on Physics, die jetzt online sind (yahoo!... wie in yippee!, versus einer bestimmten Website). Da dies eine Hausaufgabe ist, empfehle ich dringend, seine ungefähre Diskussion des Themas nachzuschlagen.

In der Praxis erfordert jedoch jedes so komplexe Element wie eines der Übergangselemente sowohl Vermutungen als auch viele Annäherungen, die oft direkt oder indirekt durch Beobachtung der tatsächlichen Elemente informiert werden. Mir sind keine genauen Vorhersagen für etwas so Komplexes wie Kupfer bekannt, was ein gutes Beispiel dafür ist, wie knorrig und seltsam die Wertigkeiten für einige Elemente werden können. Kupfer(III)-Verbindungen waren zum Beispiel schon in der High School immer mein Favorit, und das war Jahrzehnte (seufz), bevor sie für Supraleiter berühmt wurden. Die Tatsache, dass noch niemand einen Nobelpreis erhalten hat, um zu erklären, wie Kupfer(III) Nicht-Cooper-Paar-Supraleitung ermöglicht, ist ein weiterer Hinweis darauf, wie schwierig die Berechnungsmodelle für solche Elemente werden.

Terry hat Recht, dass eine komplexe Berechnung erforderlich ist, um sich der Konfiguration zu vergewissern. Für die überwiegende Mehrheit der bekannten Elemente wird die Elektronenkonfiguration jedoch durch die Madelung-Regel korrekt vorhergesagt . Daraus ergibt sich die Reihenfolge, in der die Atomorbitale besetzt sind.

Kupfer ist übrigens eines der wenigen Elemente, die gegen diese Regel verstoßen. Die Madelung-Regel sagt das voraus$4s$Orbital sollte vor dem besetzt werden$3d$Orbital, aber wie Sie in Ihrer Frage sagen, ist die Konfiguration tatsächlich$4s^13d^{10}$. Die Rationalisierung davon ist, dass das Füllen der$3d$orbital, dh ausgehend von$3d^9$Zu$3d^{10}$Macht einen Energiesprung, der groß genug ist, um den Energieverlust zu überwinden, der von einer Füllung ausgeht$4s$orbital zu$4s^1$, was alles sehr gut ist, aber dies von Grund auf vorherzusagen, ist eine Herausforderung.