アウフバウ原理の定義

アウフバウの原理は、特定の規則を通じて、電子が原子核の周りのシェルとサブシェルでどのように編成されるかを決定します。

• 電子は、可能な限り低いエネルギーを持つサブシェルに入ります。
• 軌道は、パウリの排他原理に従って、最大 2 つの電子を含むことができます。
• 電子はフントの法則に従います。エネルギーが等しい軌道が2つ以上ある場合、電子は散乱されると述べています。
• より高い軌道が電子殻を形成する前に、より低い電子軌道が満たされます。最終結果は、原子、イオン、または分子が可能な限り最も安定した電子配置を形成することです。

アウフバウの原理は、エネルギー準位 1 ～ 7 と、サブ準位「s」(電子 2 個)、「p」(最大 6 個の電子)、「d」(最大 10 個の電子)、および「f」(最大 14 個の電子) をカバーします。 ） ）。

原子の素状態では、電子は原子軌道を占有します。アウフバウ構成法は、原子の電子配置を確立する手順であり、それぞれの軌道のエネルギー値に基づいて、異なる軌道を満たす順序に従うことから成ります。このために、最小エネルギー規則 (n+l) と同様に、Möller ダイアグラムまたは対角線が使用されます。「n」は主量子数で、「l」は方位量子数です。

アウフバウの原理の例

これらの規則を通じて、アウフバウの原理は、原子の軌道における電子の正しい位置に関する一連の指示を提供します。アウフバウの原理に従って電子配置を観察するいくつかの例は次のとおりです。

• 水素 (Z=1): 1s ¹
• カーボン (Z=6): 1s ²  2s ²  2p ²
• ホウ素 (Z=5): 1s ²  2s ²  2p ¹
• 窒素 (Z=7): 1s ²  2s ²  2p ³
• 酸素 (Z=8): 1s ²  2s ²  2p ⁴
• カリウム (Z=19): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ¹
• 鉄 (Z=26): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ²  3d ⁶
• ^スズ( Z=50): 1s ²  2s ²  2p ^{6 3s 2}  3p ⁶  4s ²  3d ¹⁰   4p ⁶ 5s ²  4d  10  5p ²

アウフバウ原理の限界

アウフバウの原理は、ほとんどの元素の構成を予測するのに役立ちます。ただし、ほとんどの規則と同様に、Aufbau の原則にも例外があります。一部の要素は必ずしも従わないものがあります。たとえば、クロム (Cr) の予測される電子配置は 4s ² 3d ⁴ですが、観測された配置は実際には 4s ¹ 3d ⁵です。

別の例は、銅 (Cu) です。アウフバウの原理による電子配置は 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ^{9ですが、実際には 1s 2} 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ 3d ¹⁰であることが実験的に証明されています。

参考文献

• 薬学部。原子の電子構造。（1993）。アルカラ大学。入手可能: http://www.geocities.ws/ingenierosistemas1/estructuraelectronicaatomos.pdf
• Grillo、C. Aufbau の原則または鋸の規則。（2013）。https://youtu.be/EiT0qHAKeRsで入手可能
• Blanco Ramos、F.原子と分子の物理学の紹介。（2019）。スペイン。