Ποια είναι η σχέση μεταξύ αριθμού περιόδου και ενεργειακού επιπέδου F-orbitals;
1. Παραγγελία συμπλήρωσης:
* Δεν είναι αυστηρός αριθμός περιόδου: Τα F-orbitals γεμίζουν * Μετά από * τα τροχαία S και P της ίδιας περιόδου. Αυτό σημαίνει ότι τα τροχιακά 4F γεμίζουν μετά τα 6s και 5d τροχιακά, παρά το γεγονός ότι αποτελούν τυπικά μέρος του 4ου επιπέδου ενέργειας.
* Λανθανίδια και ακτινίδια: Τα 4F τροχιακά γεμίζουν κατά τη διάρκεια της σειράς λανθανίδης και τα 5F τροχιακά γεμίζουν κατά τη διάρκεια της σειράς ακτινίδης.
2. Επίπεδο ενέργειας (όχι πάντα ίσο με τον αριθμό περιόδου):
* 4f τροχιακά: Αν και τυπικά μέρος του 4ου επιπέδου ενέργειας, οι τροχιακές 4F έχουν υψηλότερη ενέργεια από τα 5D τροχιακά και γεμίζονται αργότερα. Αυτό οφείλεται στο φαινόμενο θωράκισης από τα εσωτερικά ηλεκτρόνια, τα οποία μειώνουν την έλξη μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρόνων 4F.
* 5f τροχιακά: Παρόμοια με τα τροχιακά 4F, τα τροχιακά 5F έχουν υψηλότερη ενέργεια από τα 6D τροχιακά και γεμίζουν αργότερα.
3. Θωράκιση και διείσδυση:
* θωράκιση: Τα F-orbitals έχουν σύνθετα σχήματα και είναι κακώς θωρακισμένα από τον πυρήνα από τα εσωτερικά ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι βιώνουν μια σχετικά ισχυρή έλξη στον πυρήνα.
* διείσδυση: Παρά τα σύνθετα σχήματα τους, τα F-orbitals μπορούν να διεισδύσουν κοντά στον πυρήνα, με αποτέλεσμα υψηλότερο αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο.
Συνοπτικά:
* Ενώ ο αριθμός περιόδου ενός στοιχείου υπαγορεύει τον κύριο κβαντικό αριθμό (N) των F-πορπλών, το πραγματικό επίπεδο ενέργειας των F-orbitals επηρεάζεται από τα αποτελέσματα θωράκισης και διείσδυσης.
* Αυτό σημαίνει ότι τα F-orbitals συχνά γεμίζουν * μετά από * S και P τροχιακά της ίδιας περιόδου, παρά το γεγονός ότι είναι τυπικά μέρος του ίδιου ενεργειακού επιπέδου.
Σημαντική σημείωση: Τα ενεργειακά επίπεδα των τροχιακών δεν είναι πάντα μια αυστηρά γραμμική εξέλιξη και υπάρχουν πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις που επηρεάζουν τις σχετικές ενέργειές τους. Η παραπάνω εξήγηση παρέχει μια γενική επισκόπηση της σχέσης μεταξύ του αριθμού περιόδου και του ενεργειακού επιπέδου F-orbitals, αλλά είναι απαραίτητο να θυμόμαστε ότι η πραγματική σειρά πλήρωσης και τα επίπεδα ενέργειας μπορούν να επηρεαστούν από διάφορους παράγοντες.
