Электронная конфигурация атомов

Это отличный вопрос, который касается особенностей заполнения электронных оболочек атомов. В электронной конфигурации атомов элементов четвёртого периода действительно сначала заполняются 3d-орбитали, а затем 4s-орбитали. Это связано с энергетическими уровнями электронных орбиталей.

В периодической таблице элементов энергия орбиталей возрастает в следующем порядке: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s и так далее. Когда атомы находятся в своём основном состоянии, электроны заполняют орбитали в порядке возрастания их энергии, что называется принципом минимальной энергии.

Однако, когда мы рассматриваем электронную конфигурацию атомов в четвёртом периоде, мы видим, что после заполнения 4s-орбитали электроны начинают заполнять 3d-орбиталь. Это происходит потому, что после добавления двух электронов на 4s-орбиталь, энергия 3d-орбиталей становится немного ниже, чем у 4s-орбиталей, и следующие электроны начинают заполнять 3d-орбитали.

Таким образом, для элементов, начиная с скандия (Sc) и до цинка (Zn), электронная конфигурация будет иметь вид
[Ar]4?^2 3?^?, где n варьируется от 1 до 10. Несмотря на то, что 4s-орбиталь заполняется раньше 3d-орбитали, в ионизированном состоянии или при записи электронной конфигурации электроны с 4s-орбитали удаляются первыми, и 3d-орбитали записываются перед 4s.

Это явление объясняется тонкостями квантовой механики и распределения электронов в атомах, и оно является одним из интересных исключений в правилах заполнения электронных оболочек.