ベストアンサー
電子配置の概念を理解するのに問題がある人のために-
バナジウム（V）の例を見てみましょう（クロムはもう少し複雑なので、後で説明します）。まず、Vの原子番号である23を確認する必要があります。この場合、Vは原子であり（イオンではない）、これはV内の電子の数です。
次に、次のようにします。以下の表の順序（将来混乱する場合に備えて非常に簡単に作成できます（以下のリンク））-
順序が単純な論理（3dは4sの後に来る、4dは5sの後に来るなど）に従わないことに気付いたかもしれません。したがって、電子配置に関しては、上記の表の作成を学ぶことが非常に重要です。
1つの重要な鍵は、特定のサブシェル（s、p、d、f）に含めることができる電子の最大数を学習することです-
2つの電子を保持するsサブシェルから始めます。
p-サブシェルは、それより4つ多く保持できます。 2 + 4 = 6電子、
dサブシェルはそれより4つ多く保持できます。 6 + 4 = 10電子、
fサブシェルはそれより4つ多く保持できます。 10 + 4 = 14電子。
sサブシェルの後、すべてのサブシェルには前のサブシェルよりも4つ多い電子があることに気付いたはずです。
バナジウムの場合
最初に、2つの電子が1sサブシェルを満たします。 23–2 = 21個の電子が残っています
次に、2個の電子が2sサブシェルを満たします。 21–2 = 19個の電子が残っています
次に、6個の電子が2pサブシェルを満たします。現在、19–6 = 13個の電子が残っています
次に、2個の電子が3sサブシェルを満たします。 13–2 = 11個の電子が残っています
次に、6個の電子が3pサブシェルを満たします。 11–6 = 5個の電子が残っています
次に、2個の電子が4sサブシェルを満たします。 5–2 = 3個の電子が残っています
最後に、最後の3個の電子が3dサブシェルを部分的に満たします。
これを書く方法は次のとおりです：1番目のサブシェル^ {サブシェル内の電子の数} 2番目のサブシェル^ {サブシェル内の電子の数} …
したがって、Vの場合、電子配置は論理的には次のとおりです。1s^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 4s ^ 2 3d ^ 3
これを表す簡単な方法は、に対応する電子配置の一部を置き換えることです。 [希ガスの記号]による希ガス。この場合のように、1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6はアルゴン（Ar）の電子配置であるため、Vの電子構造は次のように書くことができます。
[Ar ] 4s ^ 2 3d ^ 3
電子配置の概念がまだ不明な場合は、このボーズマンサイエンスのビデオでその方法を説明しています。電子配置を記述し、上記の表の作成方法を説明し、このトピックの基本についてのその他の疑問を解消する可能性があります。
回答あなたの問題-
上記の方法によると、Cr の電子配置は：1s ^ 2 2s ^ 2である必要があります。 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 4s ^ 2 3d ^ 4または[Ar] 4s ^ 2 3d ^ 4 しかし代わりに：1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6 4s ^ 1 3d ^ 5または[Ar] 4s ^ 1 3d ^ 5したがって、1つまたは複数の原子を周回する電子が利用可能な最低エネルギーレベル（サブシェル）を満たすというAufbauの原理に違反します。 ）より高いレベルを埋める前に。
理解するそして、なぜこれが発生するのか、正確に半分満たされたサブシェルは、半分満たされていない部分的に満たされたサブシェルよりも安定していることを理解することが重要です。電子は4sサブシェルから3dサブシェルを1/2満たすように移動し、原子の安定性が向上するため、変化は良好です。
これは構造原理の異常な例外であることを理解することが重要です。 。タングステン（W）はクロムと同じ原子価を持っていますが、Crとは異なり、Wはオーフバウの原理に従います。この原理に従わないもう1つの金属は、[Ar] 4s ^ 2 3d ^ 9の代わりに[Ar] 4s ^ 1 3d ^ {10}の電子配置を持つ銅（Cu）です（d軌道を満たすため）。 ;完全に満たされたサブシェルは、部分的に満たされたサブレベルよりも安定しています。
回答
簡単な答えは、電子と原子核の間、およびその間に複雑な一連の相互作用があるということです。電子自体。これが最終的に電子配置を生成するものです。
要素に沿って進むと、電子配置のパターンは飛行経路に似ています。途中で少し乱気流が発生する可能性がありますが、1、2回バンプするたびに、飛行経路は通常に戻ります。
バンプの一部は、dブロックとfブロックで満タンになっていることが原因です。または、半分満たされたサブシェルが魅力的になり、そのような構成に到達するために少し威厳のない競争が発生する可能性があります。したがって、たとえばクロムは、予想される3d4 s2ではなく、それ自体よりも先に進んで3d54s1構成を採用することを好みます。相対論的効果が役割を果たすことができます。したがって、Lrは予想される5d1 6s2ではなく、7p17s2です。
重要なポイントは次のとおりです。
- 電子配置は、中性の孤立した基底状態の原子用です。孤立した原子を扱う化学者は何人いますか？確かに、数人の気相分光器はそうしますが、ほとんどすべての一般化学実験は水溶液で行われます。ほぼすべての工業化学は凝縮相で行われます。ほぼすべての有機化学は溶液中で行われます。参照： なぜ要素の電子配置を教えるのですか？
- ほとんどすべての原子で、イオンは孤立したガス状原子よりも重要であり、重要なイオンには異常な電子配置がないため、原子の異常な電子配置について心配する理由はほとんどありません。遷移元素のdおよびs軌道、または内部遷移元素のd、s、およびf軌道の占有率に異常がない、「特徴的な」電子配置に焦点を当てたほうがよいでしょう。参照：Wulfsberg G 2000、 Inorganic Chemistry、 University Science Books、カリフォルニア州サウサリート、p。 3.
たとえば、ランタニドの3価カチオンの電子配置を考えます。
+4 +2 | +4 +2
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd | Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
½f ½f | f f
f1 f2 f3 f4 F5 f6 f7 | f8 f9 10 11 12 13 14
不規則性はありません！ここで：
½f= Eu + 2（4f7）はGd + 3（4f7）をエミュレートするのが好きです;
f = Yb + 2（4f14）はLu + 3（4f14）をエミュレートするのが好きです）
次に、Ce + 4（f0）があります。これは、ランタニド前駆体の空のコア、つまりLa + 3（f0）を実現するのが好きです。 Tb + 4（f7）は、Gd + 3（f7）と同じハーフフィル構成を実現します。
参照：Shchukarev SA 1974、 Neorganicheskaya khimiya、 vol。 2 Vysshaya Shkola、モスクワ（ロシア語）、p。 118）