4.2 எலக்ட்ரான் அமைப்பு#
ஆஃபா தத்துவம், ஹுண்ட் விதி போன்ற விதிகளைப் பின்பற்றி, தனிமங்களின் எலக்ட்ரான் அமைப்புகளை எவ்வாறு எழுதுவது என நாம் ஏற்கனவே பதினொன்றாம் வகுப்பில் கற்றறிந்துள்ளோம். ஆஃபா தத்துவத்தின்படி, எலக்ட்ரான்கள் 3d ஆர்பிட்டாலில் நிரப்பப்படும் முன்னர் 4s ஆர்பிட்டாலில் முதலில் நிரப்பப்பட வேண்டும். எனவே, நான்காவது வரிசையில் 3d ஆர்பிட்டாலின் நிரப்பப்படுதல் ஸ்காண்டியத்திலிருந்து துவங்குகிறது. அதன் எலக்ட்ரான் அமைப்பு \([Ar]3d^1 4s^2\) மேலும், அடுத்தடுத்த தனிமங்களில் கூடுதல் எலக்ட்ரான்கள் 3d ஆர்பிட்டாலில் தொடர்ச்சியாக நிரப்பப்பட்டு, துத்தநாகத்தில் 3d ஆர்பிட்டால் முழுவதும் நிரப்பப்படுகிறது. இதன் எலக்ட்ரான் அமைப்பு \([Ar] 3d^{10} 4s^2\) எனினும் மேலே குறிப்பிடுள்ளவாறு 3d ஆர்பிட்டாலில் எலக்ட்ரான்கள் தொடர்ச்சியாக நிரப்பப்படுதலில் இரு விதிவிலக்குகள் காணப்படுகின்றன. 3d ஆர்பிட்டாலானது சரிபாதி நிரப்பப்படுவதற்கு அல்லது முழுமையாக நிரப்பப்படுவதற்கு வாய்ப்பு இருப்பின், அத்தகைய நிலைகள் மிகவும் நிலைப்பு தன்மையுடையன என்பதால் அவை முன்னுரிமை பெறுகின்றன. எடுத்துக்காட்டு : குரோமியம் மற்றும் தாமிரம்.
குரோமியம் மற்றும் தாமிரம் ஆகியனவற்றின் எலக்ட்ரான் அமைப்புகள் முறையே \([Ar] 3d^5 4s^1\) மற்றும் \([Ar] 3d^{10} 4s^1\) ஆகும். ஏற்கனவே, பதினொன்றாம் வகுப்பில் விளக்கியவாறு, சரிபாதி மற்றும் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட d ஆர்பிட்டால்களின் அதிக நிலைப்பு தன்மைக்கு எலக்ட்ரான்களின் சீரான பங்கீடு மற்றும் பரிமாற்ற ஆற்றல் ஆகியன காரணமாக அமைகின்றன.
குறிப்பு : சீராக எலக்ட்ரான்கள் பங்கிடப்படும் அமைப்பானது, அதிக நிலைப்பு தன்மை பெறுவதை பின்வருமாறும் உணர்ந்து கொள்ள இயலும். அனைத்து d ஆர்பிட்டால்களையும் ஒருங்கே கருதும்போது, அவைகள் ஒரு கோள வடிவினை உருவாக்குவதாகக் கொள்ளலாம். எனவே, சரிபாதியளவு மற்றும் முழுவதும் நிரப்பப்பட்ட எலக்ட்ரான் அமைப்புகளில் எலக்ட்ரான் அடர்த்தியின் பங்கீடானது முழுமையான சீர்மைத் தன்மையினைப் பெறும். மாறாக, பகுதியளவு நிரப்பப்பட்டுள்ள எலக்ட்ரான் அமைப்புகளில் எலக்ட்ரான் அடர்த்தியானது சீராக பங்கிடப்படாததால் ஒரு மின்னழுத்த வேறுபாடு உருவாகிறது. இம்மின்னழுத்த வேறுபாட்டைக் குறைத்து குறைந்த ஆற்றலுடன் கூடிய ஒரு நிலையினை அமைப்பு அடைய சீரான பங்கீடு முன்னுரிமைப் பெறுகிறது.
மேற்கண்டவாறு, ஒரு சில தனிமங்களில் காணப்படும் விதிவிலக்குகளைத் தவிர்த்து d தொகுதித் தனிமங்களின் பொதுவான எலக்ட்ரான் அமைப்பினை [மந்தவாயு] \((n -1)d^{1-10}ns^{1-2}\) என எழுதலாம். இங்கு \(n = 4\) முதல் 7 வரை. ஆறு மற்றும் ஏழாம் வரிசைகளில், (La மற்றும் Ac ஆகியனவற்றைத் தவிர்த்து) எலக்ட்ரான் அமைப்பில் (n-2) f ஆர்பிட்டாலும் இடம் பெறுகின்றன. இந்நேர்வுகளில் பொதுவான எலக்ட்ரான் அமைப்பினை [மந்தவாயு] \((n -2)f^{14} (n -1)d^{1-10}ns^{1-2}\) என எழுதலாம்.