Частично ответ уже дала Arina Hunter.
И про близость энергии, и про стабильность полностью или наполовину заполненных. А я объясню почему именно так происходит.
Для справки, не только у атома Cu., проскок еще у многих атомов бывает, Au, Pt, Cr, Rh, Ru. У Pd так проскок сразу 2 электронов. Вообще особое исключение - у элемента 5 периода нет ни одного e на 5 уровне.
А теперь самое главное: Правила Клечковского (а именно эти импирические правила определяют последовательность заполнения орбиталей, вбей в поисковик "Правила клечковского" и почитай) - на самом деле перефразируют элементарную истину: электрон пойдет на орбиталь с меньшей энергией. Очевидно, правда?
Самое забавное, что для атома H (или любого иона с одним единственным e), разницы в энергии в пределах подуровней одного уровня нет! Т. е. для одного единственного e, что 2s, что 2p имеют одну энергию. Почему тогда для систем из более 1e (т. е. для всей атомов кроме H) появляется разница? Из-за эффекта экранирования.
Из-за особенностей распределения электронной плотности (симметрия и число узловых поверхностей) , например, как только есть пара e на первом уровне, появляется разница между энергиями 2s и 2p. Если "на пальцах", для сферической и более близко расположенной к ядру 2s орбитали, электроны 1 уровня слаюее "загораживают" ядро, чем для 2p. Собственно из-за чего и появляется последовательность заполнения : сначала 2s, затем 2p.
Логику понял или разжевывать до конца?
Тогда читаем дальше: Наличие заполненных 1 и 2 уровней приводит к тому что энергия 3d и 4s становится примерно равной. причем 4s чуть меньше. значит заполнился уровень 4s, дальше заполняется 3d. Так вот, дружище, заполнение 3d так же экранирует 4 уровень, а полностью или наполовину заполненный 3d экранирует более эффективно (да хотя бы из соображений симметрии) .
Поэтому причина провала, не в том что энергия 3d "стала чуть меньше" (как может показаться из определения "стабильность наполовину и полностью заполненных уровней"), а в том что энергия 4s "становится чуть больше".
Это объясняется близостью энергий ns- и (n – 1) d-уровней и стабильностью наполовину и полностью заполненных уровней.
В атомах некоторых элементов происходит проскок электрона с внешнего s- на d- подуровень предыдущего слоя.
Пример. Электронное строение атома меди выражается формулой
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1.
Аналогичный проскок электрона с внешнего s- на d- подуровень предыдущего слоя происходит и в атомах аналогов меди – серебра и золота. Это явление связано с повышенной энергетической устойчивостью электронных структур, отвечающих полностью или ровно наполовину заполненным энергетическим подуровням.
Переход электрона в атоме меди с 4s на 3d подуровень приводит к образованию полностью заполненного d-подуровня и поэтому оказывается энергетически выгодным.
Этим объясняется «проскок» одного 4s-электрона в атоме хрома (z=24) на 3d-подуровень, в результате которого атом хрома приобретает устойчивую электронную структуру (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1) с ровно наполовину заполненным 3d-подуровнем. Аналогичный переход 5s электрона на 4d-подуровень происходит и в атоме молибдена (z=42)