Hvorfor er fuldstændigt fyldte orbitaler mere stabile?

1. Hunds regel og elektronelektronafvisning:

* Hunds regel Stater, at elektroner individuelt vil besætte orbitaler inden for et underskal, før de parrer sig sammen i den samme orbital. Dette skyldes, at elektroner i forskellige orbitaler oplever mindre frastødelse fra hinanden.

* Når en orbital er fuldstændigt fyldt, er alle elektroner parret, hvilket minimerer elektronelektronafvisning. Dette minimerer systemets energi, hvilket gør den mere stabil.

2. Exchange Energy:

* Når elektroner har den samme spin i forskellige orbitaler inden for et underskal, kan de udveksle positioner. Denne udveksling bidrager til en stabiliserende effekt kaldet udvekslingsenergi .

* I en helt fyldt orbital er alle elektroner parret, hvilket maksimerer udvekslingsenergien, hvilket yderligere bidrager til stabilitet.

3. Symmetri og degeneration:

* Helt fyldte orbitaler har en højere grad af symmetri. Denne symmetri fører til en højere degeneration af orbitaler, hvilket betyder, at de har det samme energiniveau.

* Denne degeneration kombineret med den minimerede elektronelektroniske frastødning bidrager til systemets stabilitet.

4. Afskærmning:

* Elektroner i fyldte orbitaler beskytter effektivt kernen mod de ydre elektroner. Dette betyder, at de ydre elektroner oplever en svagere attraktion fra kernen, hvilket gør dem mindre tilbøjelige til at blive fjernet.

5. Lavere energi:

* Den samlede effekt af disse faktorer er, at fuldstændigt fyldte orbitaler har lavere energi end delvist fyldte orbitaler. Denne lavere energistat svarer til en mere stabil konfiguration.

Kortfattet:

Kombinationen af ​​minimeret elektronelektronafvisning, maksimeret udvekslingsenergi, øget symmetri og degeneration og effektiv afskærmning bidrager alle til den forbedrede stabilitet af fuldstændigt fyldte orbitaler.