Завдання 1. «Парадокс Хрому і Купруму». Відомо, що електронні формули хрому та купруму «аномальні»: Cr: …3d⁵ 4s¹ (а не 3d⁴ 4s²); Cu: …3d¹⁰ 4s¹ (а не 3d⁹ 4s²). 1. Поясни з погляду принципу мінімальної енергії та правила Гунда (Хунда), чому такі конфігурації вигідніші. 2. Склади графічні формули валентних електронів для Cr і Cu. 3. Передбач, яка конфігурація буде у атома Молібдену (Mo) і Аргентуму (Ag). Поясни свою думку.

1. У нейтральному атомі хрому конфігурація валентних електронів — 3d⁵ 4s¹, а в атомі купруму — 3d¹⁰ 4s¹. Енергії орбіталей 3d і 4s близькі, тому перенесення одного електрона з 4s на 3d може знизити сумарну енергію атома. Підрівень d⁵ є напівзаповненим, а d¹⁰ — повністю заповненим; такі симетричні розподіли мають додаткову стабільність, зокрема завдяки обмінній взаємодії. Це узгоджується з принципом мінімальної енергії: вигіднішою є конфігурація з нижчою сумарною енергією. За правилом Гунда на п’яти d-орбіталях електрони спершу займають орбіталі по одному з паралельними спінами.

2. Графічні формули валентних електронів

3. Для молібдену очікуємо аналог хрому: …4d⁵ 5s¹, а не …4d⁴ 5s². Для аргентуму очікуємо аналог купруму: …4d¹⁰ 5s¹, а не …4d⁹ 5s². Причина та сама: близькі енергії s- і d-орбіталей, а напівзаповнений d⁵ або повністю заповнений d¹⁰ підрівень надає конфігурації додаткової стабільності.