Bästa svaret
Frågan är formulerad med otillräcklig noggrannhet. Laddning av en nitrilgrupp fäst vid någon organisk byggnadsställning eller en cyanidanjon? För cyanidanjonen är överladdningen -1 (om vi integrerar elektrondensitet inuti (säg) en sfär med en diameter av 10A). För nitrilgruppen har vi mycket mer komplexa svar. Overal laddning inuti en 10A sfär är noll, men om vi integrerar i mycket mindre sfär, t.ex. g. 3A, som placeras på kväveatomen, kommer vi att hitta en partiell laddning på ca. -0,4. Samma laddning med motsatt polaritet placeras mestadels på det angränsande kolet, men sprids också på vissa andra kol i molekylen (den faktiska situationen beror starkt på dess struktur). Summan av de positiva partiella laddningarna måste vara lika med den negativa laddningen på kvävet. Ändå är överladdning NOLL här, om du observerar / beräknar / mäter molekylen från lämpligt avstånd. Negativ partiell laddning på kvävet kan delas i två eller flera, om nitrilgruppen är bunden till en dubbelbindning, eller ett konjugerat system med dubbelbindningar eller till en aromatisk ring. Detta kan förklaras med negativ mesomereffekt av CN-gruppen och / eller mer exakt genom analys av molekylära orbitaler.
Svar
Holmium är en av lantanidserierna … de har i allmänhet mark tillståndsstrukturer [Xe] 6s2 4f (n). 4f-orbitalerna har radier närmare atomens centrum än 5d-orbitalerna, på grund av deras lägre huvudkvantantal, så 4f-elektronerna tenderar att bli en del av atomens kärna … den gemensamma egenskapen över lantaniderna är att som Z ökar fyller du upp 4f-orbitalerna och ändrar gradvis kärnans storlek. 5s och 5p kommer ner tillräckligt lågt för att bli en del av Xenon-kärnan. Men 4f-elektronerna har fördelningar som ligger inuti radierna associerade med 5s och 5p, så de skulle naivt förväntas ha mindre screening och vara djupare bundna.
Men vinkelmomentet gör skillnad … 5- och 5p-orbitalerna tränger faktiskt djupare in i kärnan än 4f-orbitalerna gör. Således fylls de i Xe-kärnan.
5d-orbitalerna verkar inte komma in i bilden … de blir längre bort, igen på grund av ökande vinkelmoment.
Nu lämnar frågan: varför är 6s-orbitalerna ockuperade i Holmium? Ett möjligt svar är att screeningkraften på grund av den tätt bundna kärnan, inklusive 4f-orbitalerna, vinner ut i radien på 6s-orbitalerna, vilket gör dem föredragna 5d. De två sista elektronerna föredrar att stanna lite längre bort.
Trevlig diskussion om detta här: