Najlepsza odpowiedź
Pytanie jest sformułowane z niewystarczającą dokładnością. Ładunek grupy nitrylowej przyłączonej do jakiegoś organicznego rusztowania czy anion cyjankowy? Dla anionu cyjankowego całkowity ładunek wynosi -1 (jeśli scałkujemy gęstość elektronów wewnątrz (powiedzmy) kuli o średnicy 10A). W przypadku grupy nitrylowej mamy znacznie bardziej złożoną odpowiedź. Całkowity ładunek wewnątrz kuli 10 A wynosi zero, ale jeśli integrujemy w znacznie mniejszej kuli, np. sol. 3A, który znajduje się na atomie azotu, znajdziemy ładunek cząstkowy ok. -0,4. Ten sam ładunek o przeciwnej polaryzacji jest umieszczony głównie na sąsiednim węglu, ale rozprzestrzenia się również na niektórych innych węglach w cząsteczce (faktyczna sytuacja silnie zależy od jego struktury). Suma tych dodatnich ładunków cząstkowych musi być równa ujemnemu ładunkowi azotu. Niemniej jednak całkowity ładunek wynosi tutaj ZERO, jeśli obserwujesz / obliczasz / mierzysz cząsteczkę z odpowiedniej odległości. Ujemny ładunek cząstkowy na azocie można podzielić na dwa lub więcej, jeśli grupa nitrylowa jest przyłączona do wiązania podwójnego, sprzężonego układu podwójnych wiązań lub do pierścienia aromatycznego. Można to wytłumaczyć negatywnym efektem mezomerycznym grupy CN i / lub dokładniej analizą orbitali molekularnych.
Odpowiedź
Holm należy do szeregu lantanowców… generalnie mają podłoże struktury państwowe [Xe] 6s2 4f (n). Orbitale 4f mają promienie bliżej środka atomu niż orbitale 5d, ze względu na ich niższą główną liczbę kwantową, więc elektrony 4f mają tendencję do stania się częścią rdzenia atomu… wspólną cechą lantanowców jest to, że Z zwiększa wypełnienie orbitali 4f i stopniowo zmienia rozmiar rdzenia. 5s i 5p opadają na tyle nisko, że stają się częścią rdzenia Xenon. Ale elektrony 4f mają rozkłady leżące wewnątrz promieni związanych z 5s i 5p, więc naiwnie można by oczekiwać, że będą miały mniej ekranowania i będą głębiej związane.
Ale moment pędu robi różnicę… orbitale 5s i 5p faktycznie wnikają głębiej w rdzeń niż orbitale 4f. W ten sposób są wypełnione w rdzeniu Xe.
Orbitale 5d nie wydają się wchodzić w obraz … oddalają się, znowu z powodu rosnącego pędu kątowego.
Pozostaje pytanie: dlaczego orbitale 6s są zajęte w Holmie? Możliwa odpowiedź jest taka, że siła ekranująca ze względu na ściśle związany rdzeń, w tym orbitale 4f, wygrywa na promieniu orbitali 6s, co czyni je lepszymi niż 5d. Ostatnie dwa elektrony wolą trzymać się nieco dalej.
Niezła dyskusja na ten temat tutaj: