Aufbau İlkesi Nedir?

Aufbau kelimesi Almanca’da inşa etmek anlamına gelmektedir. En basit şekilde tanımlayacak olursak; elektronlar, orbitalleri en az enerjili orbitalden başlayarak doldurur. Düşük enerji seviyeli bir orbital tamamen dolmadan, bir üst seviyedeki orbitale elektron girememektedir. Çekirdeğe en yakın olan orbitalin enerjisi en azdır. Orbitallerin enerji düzeyleri küçükten büyüğe doğru s,p,d,f şeklindedir.

Aufbau kuralına göre elektronlar aşağıda verilen şekilde yerleştirilmelidir.

Aufbau ilkesi ilk 18 elementi çok iyi şekilde açıklayabilmektedir. Fakat bu 18 elementten sonra ilerlenilen her adımda elementleri açıklayabilme yetisi giderek azalmaktadır. 

Aufbau İlkesinin Eksiklikleri

Çoğu kural gibi bu kuralın da istisnaları vardır. Yarı dolgulu ve tamamen doldurulmuş d ve f alt kabukları atomlara kararlılık katar, bu nedenle d ve f blok elemanları her zaman aufbau ilkesini takip etmez. Çoğu element için Aufbau yöntemine göre öngörülen elektron dağılımları deneysel olarak da doğrulanmıştır.

Birkaç elementin elektron dağılımı, bazı ufak sapmalar gösterir. Bu değişiklikler, dolu ve yarı dolu orbitallerin kararlılığı ile açıklanır (küresel simetri). Bir atom veya iyonun, eş enerjili orbitallerinden her biri tam dolu veya yarı dolu olduğunda küresel simetri özelliği gösterir. Küresel simetri özelliği gösteren atomlar diğerlerine göre daha kararlıdır.

Örneğin Cr (krom) için tahmin edilen Aufbau yapılandırması 1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁴ olması beklenmektedir ancak gözlenen yapılandırma aslında 1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s¹4d⁵‘tir. Çünkü d orbitalleri 10 elektrona kadar alabilmektedirler ve 4d⁵ küresel simetri göstermektedir.