Concetti Chiave
- Negli atomi poli-elettronici, gli orbitali p, d e f hanno energia superiore rispetto agli orbitali s dello stesso numero quantico principale n.
- Con numeri quantici principali più alti, la differenza di energia tra orbitali può invertire l'ordine di riempimento, come nel caso dell'orbitale 4s che ha energia inferiore al 3d.
- Negli atomi poli-elettronici, gli elettroni risentono della presenza di altri elettroni, influenzando le energie degli orbitali.
- La forma degli orbitali determina la distanza degli elettroni dal nucleo, influenzando l'attrazione nucleare e l'energia.
- Secondo le regole dell'Aufbau, gli atomi occupano gli orbitali a energia più bassa disponibili, seguendo una costruzione a strati.
Energia degli elettroni negli orbitali
Mentre nell'atomo di idrogeno gli orbitali dello stesso stato hanno la medesima energia, negli atomi poli-elettronici, quindi tutti gli altri, gli orbitali p d e f hanno un energia leggermente superiore a quella degli orbitali s con numero n corrispondente.Questi piccoli aumenti di energia non hanno influenza con gli n più piccoli, con n maggior invece possono far si che per esempio l'orbitale 4s abbia energia inferiore a un orbitale 3d, e questa differenza va via via aumentando man mano che aumenta n. Perché succede questo? perché mentre l’elettrone di H non risente di altri elettroni, questo succede negli atomi poli-elettronici. inoltre, la forma dei diversi orbitali fa si che i loro elettroni possano avvicinarsi in misura maggiore o minore al nucleo, determinandone quindi un attrazione differente. Localizzazione degli elettroni negli orbitali: da qua in poi si parla della localizzazione. Visto che la tendenza di ogni atomo è quella di raggiungere la stabilità, cioè la minima energia possibile, ogni elettrone tende a occupare il livello elettronico libero meno energetico.
Regole dell’Aufbau, o costruzione a strati della configurazione elettronica
• nessun atomo può avere elettroni con la stessa combinazione di numeri quantici, nessun orbitale può quindi avere più di due elettroni;
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza energetica tra gli orbitali negli atomi di idrogeno e quelli poli-elettronici?
- Qual è la tendenza degli elettroni in termini di occupazione degli orbitali?
Negli atomi di idrogeno, gli orbitali dello stesso stato hanno la stessa energia. Tuttavia, negli atomi poli-elettronici, gli orbitali p, d e f hanno un'energia leggermente superiore rispetto agli orbitali s con lo stesso numero quantico principale n.
Gli elettroni tendono a occupare il livello elettronico libero meno energetico per raggiungere la stabilità, seguendo le regole dell'Aufbau, che prevedono che nessun orbitale possa avere più di due elettroni con la stessa combinazione di numeri quantici.
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