Заполнение электронных орбиталей происходит согласно нескольким правил: принцип Паули, правила минимума энергии, правила Хунда. И у большей части атомов элетроны распределяются правильно, но у ряда атомов (24 Cr, 29 Cu, 41 Nb, 42 Mo, 44Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag, 57 La, 58, Ce, 64 Gd, 78 Pt, 79 Au, 89 Ac, 90 Th, 91 Pa, 92 U,93 Np, 96 Cm, 98 Cf) электроны "проскакивают".
Например, у 24 Cr (3d5 4s1) 1 электрон с s орбитали перескакивает на 3d орбиталь. Насколько я понимаю , это более выгодно энегетически. Но тут хотя бы получается наполовину заполненная орбиталь, но почему тогда у 45Rh (4d85s1) происходит такой перескок?

Вопрос. Почему происходит такое "неправильное" заполнение орбиталей?

Заранее спасибо

А в этом случае энергетически не выгодно?

Так правило Клечковского не до бесконечности работает - вроде, как раз на хроме нарушается первый раз, соответственно, правило Хунда тоже как-то криво работает...

Выгодно, когда, орбиталь заполнена наполовину, как в случае хрома, но почему электроны перескакивают в атоме родия, там с 5s орбитали электрон уходит на 4d, и их там становится 8 (а выгодно 5 или 10).

Вот что непонятно.

zaur правильно написал: энергетически выгодно перескакивание. В фейнмановских лекциях подробно расписано, как происходит заполнение.

Безусловно.


Да потому что все эти ваши правила Хунда и само понятие орбиталей "неправильное"! В самом деле, оно возникает только в каких-то приближенных методах решения приближенных уравнений. (наподобие уравнений Хартри-Фока) На самом же деле, никаких орбиталей и уравнений Фока нет, а есть волновая функция сразу всех (!) электронов в поле ядра и соответствующее уравнение Шредингера для нее. Понятное дело, что решать такое уравнение можно только численно. (Вы попробуйте его выписать для своего родия. Или хотя бы представить себе!!!) Да и то, насколько я понимаю, это не всегда удается и все-таки приходится использовать какие-то дополнительные приближения. Про это даже есть целая наука - квантовая химия называется. Думаю, если Вы с такими вопросами придете на соответствующую кафедру химфака, то Вам там будут очень рады и предложат делать курсовую.

1. Квантовая химия другими вопросами занимается, в основном - физикой молекул. Так что на химфаке лучше про молекулы спрашивать.
2. А так, все разумно. Правда, уравнения Хартри, а тем более их модификация - уравнения Хартри-Фока, тоже решаются аналитически лишь в отдельных случаях. В основном же - численно, последовательными приближениями для ВФ и эффективных потенциалов. Причем, сходимость весьма неплохая.
3. При этом, естественно, метод Хартри-Фока не является "последним словом" в приближенных расчетах. А для отрицательного иона водорода, скажем, вообще неприменим. В этом случае факторизация на класс одночастичных функций приводит к тому, что система разваливается, что в действительности не имеет места. Выход - использовать общее представление для ВФ.
4. Правила Хунда исторически являются обобщением опытных данных об атомных спектрах и, строго говоря, применимы лишь для нахождения нижайшего терма конфигурации основного состояния и при наличии только одной незаполненной оболочки.
5. Решение уравнений для ВФ в самом общем виде возможно аналитически лишь в отдельных случаях, а для "тяжелых" атомов даже численное решение задачи крайне затруднительно.

Спасибо за эти ответы.

Вообще у меня вопрос возник из-за гадолиния. Он является хорошим парамагнетиком и используется в МРТ диагностике. Но вот почему именно его выбрали нигде не описано. Может кто-нибудь подскажет какую-нибудь литературку на этот счет?