Orbital enerji seviyeleri nasıl belirlenir

Krom atomunun (\( Z=24 \)) temel hal elektron konfigürasyonu neden [Ar] 4s¹ 3d⁵ şeklindedir? Beklenen konfigürasyon [Ar] 4s² 3d⁴ iken, bu istisnanın nedeni orbital enerji seviyeleri ile nasıl açıklanabilir?

💡 Bazı atomlar, elektron konfigürasyonlarında kararlılık kazanmak için beklenenden farklı bir dağılım gösterir. Bu, yarı dolu veya tam dolu alt kabukların ekstra kararlılığından kaynaklanır.

• ➡️ Adım 1: Beklenen konfigürasyon: [Ar] 4s² 3d⁴. Bu durumda 3d alt kabuğu yarı dolu değildir (4 elektron).
• ➡️ Adım 2: 4s ve 3d orbitallerinin enerjileri birbirine çok yakındır. Bir elektronun 4s orbitalinden 3d orbitaline "atlaması" enerji açısından mümkündür.
• ➡️ Adım 3: Eğer bir elektron 4s orbitalinden 3d orbitaline geçerse, yeni konfigürasyon [Ar] 4s¹ 3d⁵ olur. Bu durumda 3d alt kabuğu tamamen yarı doludur (5 elektron) ve 4s orbitalinde de 1 elektron bulunur.
• ➡️ Adım 4: Yarı dolu (d⁵) ve tam dolu (d¹⁰) alt kabuklar ekstra kararlılığa sahiptir. Bu kararlılık, elektronun yer değiştirmesi için gerekli enerjiden daha fazladır.

✅ Sonuç olarak, Krom atomu yarı dolu 3d alt kabuğunun sağladığı ekstra kararlılık nedeniyle beklenen konfigürasyondan farklı olarak [Ar] 4s¹ 3d⁵ konfigürasyonuna sahiptir. Bu, orbital enerji seviyelerinin yakınlığı ve kararlılık kurallarının bir sonucudur.