¿Alguna vez pensaste que los orbitales medio llenos o completamente llenos son más estables que cualquier otra configuración electrónica … esto se debe a un fenómeno conocido como energía de intercambio.
Los electrones siempre están en un estado de movimiento, nunca están quietos, pero según los diagramas orbitales se muestra que un electrón ocupa un conjunto particular de números cuánticos y permanece en una región particular ……. esto no es cierto, los electrones siempre intercambian sus números cuánticos magenticos, permanecen en el mismo subshell pero pueden viajar a diferentes orbitales
Por ejemplo, para el carbono si consideramos, la configuración electrónica es 1s2 2s2 2p2, por lo que los dos electrones de la subcapa 2p están siempre en un estado de movimiento y cambian continuamente sus lugares (el intercambio no es posible en el caso de la subcapa s porque los electrones no pueden cambiar su giro) ……… es por eso que en orbitales medio llenos o completamente llenos los electrones obtienen un área más grande para cambiar sus posiciones en comparación con cualquier otra configuración electrónica y la estabilidad aumenta a medida que los electrones están en un estado de equilibrio dinámico
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Cuanto mayor es la energía de intercambio, más estable es el átomo.
La fórmula para calcular la energía de intercambio es
Eex = (N (N-1)) / 2 * K, donde N es el número de orbitales ocupados por los electrones (no es igual al número cuántico magnético, en algunos elementos hay una configuración electrónica excepcional como el cobalto, el cobre donde el valor de N no es igual al número cuántico magnético) y K es una constante específica en cuyos términos se expresa la energía de intercambio
Entonces, para el tipo d5 de configuración electrónica,
el valor de Eex es (5 * 4) / 2 * K
Eex = 10 K
Y para el tipo d10 de configuración electrónica,
el valor de Eex es (5 * 4) / 2 * K + (5 * 4) / 2 * K (porque los electrones con giro paralelo pueden intercambiar sus posiciones dentro de sí mismos y los electrones con giro antiparello pueden intercambiar sus posiciones dentro de sí mismos)
Eex = 10 K + 10 K
Eex = 20 K
Por lo tanto, el tipo d10 de configuración electrónica es más estable que el tipo d5 de configuración electrónica.
