Question

Poniżej przedstawiono skróconą konfigurację elektronową skandu: Sc=[Ar]4s2 3d1
Podaj wartości wszystkich czterech liczb kwantowych(głównej n, pobocznej l, magnetycznej m, magnetycznej spinowej ms) dla tego/tych elektronu/ów, który/e ma/mają najwyższą energię w atomie.

I teraz pytanko: dlaczego najwyższą energię ma elektron z powłoki 3d1? Najwyższą energię powinien mieć taki elektron, który jest na najdalszej powłoce? Czyli 4s według mnie, a jednak tak nie jest. Skoro 4s nie jest najdalszą powłoką, to dlaczego kiedy tworzymy jakieś jony najpierw zabieramy elektrony z powłoki 4s, a potem zabieramy się za 3d?

Proszę o pomoc.

Answer 1

Jeśli mowa o takich konfiguracjach, to nie są to powłoko ale podpowłoki (podpoziomy), nie wolno tego mylić. 

Najwyższą energię w atomie ma elektron leżący dalej od jądra - czyli w tym przypadku elektron 3d¹. Nie chcę się wgłębiać zbytnio w chemię kwantową, więc po prostu powiem, że elektrony z podpowłok nd mają wyższą energię niż elektrony z podpowłok (n+1)s, bo podpowłoka 4s leży głębiej w atomie niż podpowłoka 3d. Trzeba to zapamiętać. To samo się tyczy podpowłoki f - podpowłoka nf ma energię wyższą niż podpowłoka (n+1)d oraz (n+2)d. Dlatego pisze się konfigurację:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p itd. 

Elektrony z podpowłoki s jonizują się pierwsze, ponieważ mają wyższą główną liczbę kwantową - ona narzuca, które elektrony uciekają pierwsze od danego atomu - stąd się bierze paradoks, że elektrony z 4s o mniejszej energii pierwsze opuszczają atom, dopiero później elektrony z 3d o wyższej energii są z atomu odrywane. 

a wracając do zadania: 
n = 3
l = 2
m = -2
ms = 1/2 


proszę :)