Beste antwoord
De vraag is onvoldoende nauwkeurig geformuleerd. Lading van een nitrilgroep gehecht aan een organische steiger, of een cyanide-anion? Voor het cyanide-anion is de totale lading -1 (als we de elektronendichtheid integreren in (laten we zeggen) een bol met een diameter van 10A). Voor de nitrilgroep hebben we een veel complexer antwoord. Overbelasting in een 10A-bol is nul, maar als we integreren in een veel kleinere bol, b.v. g. 3A, die op het stikstofatoom wordt geplaatst, vinden we een gedeeltelijke lading van ca. -0,4. Dezelfde lading met tegengestelde polariteit wordt meestal op de naburige koolstof geplaatst, maar ook verspreid over enkele andere koolstofatomen in het molecuul (de feitelijke situatie hangt sterk af van de structuur). De som van die positieve deelladingen moet gelijk zijn aan de negatieve lading op de stikstof. Desalniettemin is de totale lading hier NUL als je het molecuul vanaf een geschikte afstand observeert / berekent / meet. Een negatieve gedeeltelijke lading op de stikstof kan in twee of meer worden gesplitst, als de nitrilgroep is bevestigd aan een dubbele binding, of een geconjugeerd systeem van dubbele bindingen of aan een aromatische ring. Dit kan worden verklaard door een negatief mesomeer effect van de CN-groep en / of nauwkeuriger door analyse van moleculaire orbitalen.
Antwoord
Holmium is een van de lanthanidenreeksen … ze hebben over het algemeen gemalen staatsstructuren [Xe] 6s2 4f (n). De 4f-orbitalen hebben stralen dichter bij het midden van het atoom dan de 5d-orbitalen, vanwege hun lagere hoofdkwantumgetal, dus de 4f-elektronen hebben de neiging deel uit te maken van de kern van het atoom … het gemeenschappelijke kenmerk van de lanthaniden is dat als Z verhoogt je vult de 4f-orbitalen, en verandert geleidelijk de grootte van de kern. 5s en 5p komen laag genoeg naar beneden om onderdeel te worden van de xenonkern. Maar de 4f-elektronen hebben distributies die binnen de stralen liggen die horen bij de 5s en 5p, dus naïef zou worden verwacht dat ze minder afscherming hebben en dieper gebonden zijn.
Maar het impulsmoment maakt een verschil … de 5s en 5p orbitalen dringen eigenlijk dieper in de kern dan de 4f orbitalen. Zo worden ze gevuld in de Xe-kern.
De 5d-orbitalen lijken niet in beeld te komen .. ze raken steeds verder weg, wederom als gevolg van toenemend impulsmoment.
Nu rest de vraag: waarom zijn de 6s-orbitalen bezet in Holmium? Een mogelijk antwoord is dat de screeningkracht vanwege de strak gebonden kern, inclusief de 4f-orbitalen, wint in de straal van de 6s-orbitalen, waardoor ze de voorkeur hebben boven de 5d. De laatste twee elektronen blijven liever wat verder weg.
Leuke bespreking hiervan hier: