Nejlepší odpověď
Otázka je formulována s nedostatečnou přesností. Náplň nitrilové skupiny připojené k nějakému organickému lešení, nebo kyanidový anion? Pro anion kyanidu je celkový náboj -1 (pokud integrujeme elektronovou hustotu uvnitř (řekněme) koule o průměru 10A). Pro nitrilovou skupinu máme mnohem složitější odpověď. Celkový náboj uvnitř 10A koule je nulový, ale pokud integrujeme uvnitř mnohem menší koule, např. G. 3A, který je umístěn na atomu dusíku, najdeme částečný náboj cca. -0,4. Stejný náboj s opačnou polaritou je kladen většinou na sousední uhlík, ale také se šíří na některé další uhlíky v molekule (skutečný stav silně závisí na jeho struktuře). Součet těchto kladných dílčích nábojů se musí rovnat zápornému náboji na dusíku. Celkový náboj je zde však NULA, pokud pozorujete / vypočítáte / změříte molekulu z vhodné vzdálenosti. Negativní částečný náboj na dusíku lze rozdělit na dva nebo více, pokud je nitrilová skupina navázána na dvojnou vazbu nebo na konjugovaný systém dvojných vazeb nebo na aromatický kruh. To lze vysvětlit negativním mezomerním účinkem skupiny CN a / nebo přesněji analýzou molekulárních orbitalů.
Odpověď
Holmium je jednou ze sérií lanthanoidů … obecně mají uzemnění stavové struktury [Xe] 6s2 4f (n). Orbitaly 4f mají poloměry blíže ke středu atomu než 5d orbitaly, kvůli jejich nižšímu hlavnímu kvantovému počtu, takže elektrony 4f mají tendenci se stát součástí jádra atomu … společnou charakteristikou napříč lanthanoidy je, že jako Z zvýšení vyplníte orbitaly 4f a postupně změníte velikost jádra. 5s a 5p sestupují dostatečně nízko na to, aby se staly součástí xenonového jádra. Ale elektrony 4f mají distribuce, které leží uvnitř poloměrů spojených s 5s a 5p, takže by se naivně očekávalo, že budou mít méně stínění a budou hlouběji vázány.
Ale moment hybnosti má rozdíl … orbitaly 5s a 5p skutečně pronikají hlouběji do jádra než orbitaly 4f. Jsou tedy vyplněny v jádru Xe.
Zdá se, že 5d orbitaly nevstupují do obrazu .. jsou stále dále, opět kvůli rostoucí momentu hybnosti.
Nyní tedy zbývá otázka: proč jsou oběžné dráhy 6s obsazené v Holmiu? Možnou odpovědí je, že screeningová síla způsobená pevně vázaným jádrem, včetně 4b orbitalů, vyhrává v poloměru orbitalů 6s, což je dává přednost 5d. Poslední dva elektrony raději zůstávají o kousek dál.
Pěkná diskuse o tomto zde: