Experimentelle Elektronenkonfigurationen von Kupfer und Chrom und Aufbauprinzip

Ich habe den Artikel zum Aufbauprinzip auf Wikipedia zum Aufbauprinzip gelesen , nachdem ich so viele Studentenfragen zu Chem SE gesehen hatte, in denen es um das Schreiben von Elektronenkonfigurationen ging. Jeder Student der allgemeinen Chemie wird dazu gebracht, Elektronenkonfigurationen von Elementen zu schreiben (und die meisten lernen es etwas mechanisch oder auswendig) durch verschiedene Elektronenfülldiagramme.

Der Wiki-Artikel spricht auch über die Ausnahmen der ziemlich berühmten Cu- und Cr-Elektronenkonfigurationen. Was jedoch ziemlich auffällig ist, ist die Zeile, die in ihrer unten gezeigten Tabelle als "Experiment" bezeichnet ist. Ich habe ewig gesucht, um ein einziges experimentelles Beispiel dafür zu finden, wie man die Elektronenkonfiguration von Elementen jenseits von Wasserstoff bestimmen könnte. Natürlich schreibt Wikipedia nicht, was dieses schwer fassbare Experiment ist. Der Autor behauptet, dass die Elektronenkonfigurationen von Opper oder Chrom nicht die von Madelungs Regel vorhergesagte sind, aber das Experiment sagt etwas anderes aus. Und ein solches schwer fassbares Experiment ist in keinem Lehrbuch der physikalischen Chemie zu finden.

Um etwas tiefer zu schauen, wollte ich sehen, was Madelung seine ursprüngliche Regel in einem Buch geschrieben hat, " Die mathematischen Hilfsmittel des Physikers " 1936, S. 359. Die maschinelle Übersetzung ist

15 Atomstruktur (Elektronenkatalog) (bis S. 301).

Die Eigenfunktion eines Atoms, bestehend aus$Z$Elektronen u$Z$-mal positiv geladener Kern, lässt sich bei entfernter Entartung in erster Näherung als Produkt aus konstruieren$Z$Wasserstoffeigenfunktionen (vgl. S. 356), die jeweils durch vier Quantenzahlen definiert sind$n, l, > m, s$definiert von$n>0, n-1 \geqq l \geqq 0, s=\pm \frac{1}{2}, m ! > \leqq l$. Nach dem PAULI-Prinzip dürfen keine zwei dieser Funktionen in allen vier Quantenzahlen zusammenfallen. Nach dem Bohrschen Strukturprinzip ist ein Atom mit$Z$Elektronen werden aus einem Atom mit gebildet$(Z-1)$Elektronen durch Hinzufügung eines weiteren (und Erhöhung der Kernladung um 1), ohne die Quantenzahlen der bereits vorhandenen Elektronen zu verändern. Daher kann ein Katalog erstellt werden, aus dessen jeweils$Z$ersten Positionen wird das Atom im Primärzustand aufgebaut (vgl. Tabelle S. 360 ).

Das Ordnungsprinzip dieses Katalogs ist eine lexikographische Ordnung nach Nummern$(n+l), n, s, m .$Eine theoretische Begründung nur dieser Anordnung liegt noch nicht vor. Man liest daraus: 1 Das Periodensystem der Elemente. Zwei Atome sind homolog, wenn jeweils ihr "letztes Elektron" im$l, m, s$fällt zusammen. 2 Der spektroskopische Charakter des Grundterms, eingetragen in Spalte 10 . Es gibt nämlich$|\Sigma m|=0,1,2,3 \ldots$der Charakter$S P, D, F, G, H, I \ldots$Und$(2|\Sigma s|+1)$die Vielheit. 3 Die Möglichkeiten für angeregte Zustände (mögliche Begriffe), wo nicht alle$Z$Elektronen sind in der ersten$Z$Positionen des Katalogs.

Der Katalog ist die Darstellungsform einer empirischen Regel. Es idealisiert die Erfahrung, weil in einigen Fällen Abweichungen beobachtet werden.

Anscheinend hat Madelung dies nur für die elektronische Buchführung genannt und er hatte keine Rechtfertigung für seinen Vorschlag. Er nennt es eine lexikographische Ordnung (lexikographische Ordnung) ... aber von welchen spezifischen Experimenten sprechen wir immer noch, die zu den experimentellen Konfigurationen der Elektronen von Kupfer oder Chrom führten?