Configuración de capa de electrones

En teoría, sí: si asume un núcleo positivo similar a un punto y utiliza la teoría QED de Feynman, puede predecir la configuración electrónica de cualquier elemento. Feynman incluso da algunos ejemplos aproximados en sus Lectures on Physics, que ahora están en línea (¡yahoo!... como en yippee!, en comparación con un determinado sitio web). Dado que esta es una pregunta de tarea, recomiendo de todo corazón buscar su discusión aproximada del tema.

En la práctica, sin embargo, cualquier elemento tan complejo como uno de los elementos de transición requiere conjeturas y muchas aproximaciones que a menudo se informan directa o indirectamente mediante la observación de los elementos reales. No estoy al tanto de ninguna predicción precisa de algo tan complejo como el cobre, que es un buen ejemplo de cuán retorcidas y extrañas pueden ser las valencias de algunos elementos. Los compuestos de cobre (III) siempre fueron mis favoritos en la escuela secundaria, por ejemplo, y eso fue décadas (suspiro) antes de que se hicieran famosos por los superconductores. El hecho de que nadie tenga un premio Nobel todavía por explicar cómo el cobre (III) permite la superconductividad del par que no es de Cooper es otra indicación de cuán difíciles se vuelven los modelos computacionales para tales elementos.

Terry tiene razón en que para estar seguro de la configuración se requiere un cálculo complejo. Sin embargo, para la gran mayoría de los elementos conocidos, la configuración electrónica se predice correctamente mediante la regla de Madelung . Esto da el orden en que se ocupan los orbitales atómicos.

Da la casualidad de que el cobre es uno de los pocos elementos que violan esta regla. La regla de Madelung predice la$4s$El orbital debe estar ocupado antes de que el$3d$orbital, pero como dices en tu pregunta, la configuración es en realidad$4s^13d^{10}$. La racionalización de esto es que llenar el$3d$orbital, es decir, yendo desde$3d^9$a$3d^{10}$hace un salto de energía lo suficientemente grande como para superar la energía perdida al pasar de un$4s$orbital a$4s^1$, lo cual está muy bien, pero predecir esto desde los primeros principios es un desafío.