6-13. Вопреки ожиданиям, в атомах некоторых элементов на внешнем энергетическом уровне не s²-, а s¹-электрон (Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au). Здесь имеет место так называемый «провал», или «проскок», электрона. Изобразите схемы строения атомов: а) меди и молибдена; б) хрома и серебра. Попробуйте объяснить, в чем заключается сущность «провала» электрона.

Решение:

«Провал» или «проскок» электрона возникает, когда электрон с внешнего s-подуровня переходит на более глубокий d-подуровень. Это происходит для достижения более стабильного энергетического состояния, когда d-подуровень либо полностью заполнен (d¹⁰), либо полузаполнен (d⁵). Рассмотрим примеры:

а) Медь (Cu) и Молибден (Mo)

• Медь (Cu): порядковый номер 29.
• Ожидаемая конфигурация: \([Ar] 4s^2 3d^9\).
• Реальная конфигурация (с «провалом»): \([Ar] 4s^1 3d^{10}\). Электрон с 4s-подуровня переходит на 3d-подуровень, делая его полностью заполненным, что более энергетически выгодно.
• Молибден (Mo): порядковый номер 42.
• Ожидаемая конфигурация: \([Kr] 5s^2 4d^4\).
• Реальная конфигурация (с «провалом»): \([Kr] 5s^1 4d^5\). Электрон с 5s-подуровня переходит на 4d-подуровень, делая его полузаполненным, что также более стабильно.

б) Хром (Cr) и Серебро (Ag)

• Хром (Cr): порядковый номер 24.
• Ожидаемая конфигурация: \([Ar] 4s^2 3d^4\).
• Реальная конфигурация (с «провалом»): \([Ar] 4s^1 3d^5\). Электрон с 4s-подуровня перешел на 3d-подуровень, который стал полузаполненным (d⁵), что является стабильным состоянием.
• Серебро (Ag): порядковый номер 47.
• Ожидаемая конфигурация: \([Kr] 5s^2 4d^9\).
• Реальная конфигурация (с «провалом»): \([Kr] 5s^1 4d^{10}\). Электрон с 5s-подуровня перешел на 4d-подуровень, который стал полностью заполненным (d¹⁰), что более энергетически выгодно.

Сущность «провала» электрона:

«Провал» электрона — это явление, при котором электрон переходит с внешнего s-подуровня на внутренний d-подуровень. Это происходит для достижения более устойчивых электронных конфигураций: либо полностью заполненного (d¹⁰), либо полузаполненного (d⁵) d-подуровня. Такие конфигурации имеют меньшую энергию по сравнению с теми, где d-подуровень не является ни полностью, ни полузаполненным.