La estabilidad de las dos configuraciones se puede comparar en términos del cambio de energía neta utilizando energía de emparejamiento (P) y energía de intercambio (E).
Energía de emparejamiento (P): se puede llenar un máximo de dos electrones en un orbital y también en giro opuesto. Pero dado que ambos electrones tendrán una carga negativa, repelerán a cada uno (aunque la repulsión es menor si están en rotación opuesta). Por lo tanto, se requiere algo de energía (+) para mantener los dos electrones de giro opuesto en un orbital y esta energía se llama energía de emparejamiento.
Energía de intercambio (E): los electrones del mismo espín presentes en orbitales degenerados intercambian continuamente sus posiciones u orbitales entre sí. Esto se llama cambio electrónico y la energía liberada (-) en esto se llama energía de intercambio. También el número de intercambios = n (n-1) / 2 donde n es el número de electrones con el mismo espín que están presentes en los orbitales degenerados.
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Ahora el cambio de energía neta para ambas configuraciones es el siguiente:
- 2p4 : tiene 1 par de electrones y tres electrones del mismo giro en orbitales degenerados, por lo que el número de intercambios = 3 (3–1) / 2 = 3. Por lo tanto, el cambio neto de energía asociado con esta configuración, dE = 1P -3E.
- 2p5 : tiene dos pares y número de intercambios = 3 (3–1) / 2 + 2 (2–1) / 2 = 4. Por lo tanto, el cambio neto de energía asociado con esta configuración, dE ‘= 2P – 4E .
- Por lo tanto, es evidente que 2p5 tiene un mayor requisito en términos de energía de emparejamiento y también una mayor liberación de energía en términos de energía de intercambio. Por lo tanto, no es posible comparar el cambio de energía hasta que tengamos valores experimentales de P y E. Por lo tanto, no podemos encontrar cuál es más estable sin datos experimentales.
