Aufbau betyder "bygga upp" på tyska, och Aufbau-principen säger att elektroner fyller elektronskal runt atomer enligt energinivån. Detta innebär att elektronskal och underskal runt atomer fylls inifrån och ut, utom i vissa fall där ett yttre skal har en låg energinivå och delvis fylls upp innan ett inre skal är fullt.
TL; DR ( För långt; läste inte)
Undantag från Aufbau-principen bygger på det faktum att ett fåtal atomer är mer stabila när deras elektroner fyller eller halvfyller ett elektronskal eller underhölje. Enligt Aufbau-principen bör dessa elektroner alltid fylla skal och underskal enligt ökande energinivåer. Element som koppar och krom är undantag för att deras elektroner fyller och halvfyller två underskal, med några elektroner i skal med högre energinivå. diskreta energinivåer som kallas skal. Den lägsta energinivån är närmast kärnan, och den har bara plats för två elektroner i ett skal som kallas s-skalet. Nästa skal har plats för åtta elektroner i två underskal, s och p-underskal. Det tredje skalet har plats för 18 elektroner i tre underskal, s, p och d underskal. Det fjärde skalet har fyra underskal, vilket lägger till f-underskalet. De bokstäverade underskalarna har alltid plats för samma antal elektroner: två för s-underskalet, sex för p, 10 för d och 14 för f.
För att identifiera ett underskal ges det numret på huvudnumret skal och underskalets bokstav. Till exempel har väte sin enda elektron i 1-skalet medan syre, med åtta elektroner, har två i 1-skalet, två i 2-underskalet och fyra i 2p-underskalet. Underskalorna fylls i ordning på antal och bokstäver upp till det tredje skalet.
Underskalarna 3s och 3p fylls på med två och sex elektroner, men nästa elektroner går in i 4s underskal, inte 3d underskal som förväntat. 4s-underskalet har en lägre energinivå än 3d-underskalet och fylls därför först. Även om siffrorna inte är i följd respekterar de Aufbau-principen eftersom elektronunderskalorna fylls i enlighet med deras energinivåer. Hur fungerar undantagen.
Aufbau-principen gäller nästan alla element, särskilt inom lägre atomantal. Undantag baseras på det faktum att halvfulle eller fulla skal eller underskal är mer stabila än delvis fyllda. När skillnaden i energinivåer mellan två underskal är liten kan en elektron överföra till den högre nivån för att fylla eller halva fylla den. Elektronen upptar det högre energinivåskiktet i strid med Aufbau-principen eftersom atomen är mer stabil på det sättet.
Hela eller halvfulla underskal är mycket stabila och har en lägre energinivå än de annars skulle ha gjort. För några få element ändras den normala sekvensen av energinivåer på grund av hela eller halvfulla underskal. För högre atomantal blir skillnaderna i energinivåerna mycket små, och förändringen på grund av fyllning av ett underskal är vanligare än vid lägre atomantal. Till exempel är rutenium, rodium, silver och platina alla undantag från Aufbau-principen på grund av fyllda eller halvfyllda underskal.
I det lägre atomantalet är skillnaden i energinivåer för den normala sekvensen av elektronskal är större och undantag är inte lika vanliga. I de första 30 elementen är endast koppar, atomnummer 24 och krom, atomnummer 29, undantag från Aufbau-principen.
Av koppar totalt 24 elektroner fyller de energinivåerna med två i 1s , två i 2s, sex i 2p, två i 3s och sex i 3p för totalt 18 i de lägre nivåerna. De återstående sex elektronerna ska gå in i 4s och 3d underskal, med två i 4s och fyra i 3d. I stället, för att d-underskalet har plats för 10 elektroner, tar 3d-underskalet fem av de sex tillgängliga elektronerna och lämnar en för 4s-underskalet. Nu är både 4s och 3d subshells halvfullt, en stabil konfiguration men ett undantag från Aufbau-principen.
På liknande sätt har krom 29 elektroner med 18 i de nedre skalen och 11 kvar. Enligt Aufbau-principen bör två gå in i 4: e och nio till 3d. Men 3d kan rymma 10 elektroner så att bara en går in i 4s för att göra den halvfull och 10 gå till 5d för att fylla den. Aufbau-principen fungerar nästan hela tiden, men undantag inträffar när underhöljen är halvfull eller full.
