Concetti Chiave
- La configurazione elettronica descrive come gli elettroni sono distribuiti negli orbitali, utilizzando notazioni come 1s per indicare il livello energetico e il sottolivello.
- Il riempimento degli orbitali segue tre principi fondamentali: il principio di Aufbau, il principio di esclusione di Pauli e la regola di Hund.
- Gli orbitali vengono riempiti in base alla regola della diagonale e possono contenere al massimo due elettroni di spin opposto.
- La configurazione elettronica di elementi come idrogeno, litio, carbonio e ossigeno varia in base al numero di elettroni e alle regole di riempimento.
- Il carbonio presenta una configurazione elettronica di 1s² 2s² 2p², evidenziando l'occupazione degli orbitali secondo la regola di Hund.
La configurazione elettronica indica la distribuzione degli elettroni nei vari orbitali. Essa viene rappresentata graficamente come visto nella scheda precedente, indicando gli elettroni con delle frecce. Sempre come visto nella scheda precedente, la notazione degli orbitali rappresentata dal livello energetico seguito dal sottolivello. Esempio: 1s indica il livello energetico 1 dell' orbitale s. In questa notazione il numero totale di elettroni viene posto come esponente del sottolivello, quindi riprendendo l'esempio precedente scriveremo 1s2 che significa che due elettroni sono presenti nell'orbitale s del primo livello energetico.
Indice
Principi di riempimento degli orbitali
L'ordine di riempimento dei vari orbitali segue tre principi fondamentali:
- principio di Aufbau;
- principio di esclusione di Pauli;
- principio della massima molteplicitÀ (regola di Hund).
- Gli orbitali vengono riempiti seguendo l'ordine dato dalla regola della diagonale (come spiegato nella scheda precedente).
- In ogni orbitale possono coesistere al massimo due elettroni di spin opposto (antiparalleli).
- Quando sono presenti pi orbitali di pari energia (degeneri), gli elettroni si dispongono singolarmente, con spin paralleli, sul numero massimo di questi. Gli orbitali risulteranno semioccupati e gli elettroni saranno abbastanza lontani da limitare la repulsione elettronica.
Regole per il riempimento degli orbitali
Esempi di configurazione elettronica
Procediamo portando ad esempio la configurazione elettronica di alcuni elementi, applicando le regole di distribuzione elettronica.
L'idrogeno l'elemento pi semplice presente in natura. Possiede un solo elettrone che si trova nell'orbitale s a pi bassa energia. La sua configurazione elettronica 1s1.
- Litio
Configurazione elettronica del litio
Il litio ha tre elettroni: due si sistemano nell'orbitale 1s mentre il terzo elettrone si sistema nell'orbitale a pi bassa energia del secondo livello energetico. La configurazione elettronica 1s22s1.
- Carbonio
Configurazione elettronica del carbonio
Il carbonio ha sei elettroni: due si sistemano nell'orbitale 1s, altri due si sistemano nell'orbitale 2s, uno nell'orbitale 2px e l'ultimo nell'orbitale 2py (secondo la regola di Hund). La configurazione elettronica 1s22s22p2.
- Ossigeno
Configurazione elettronica dell'ossigeno
L'ossigeno ha otto elettroni che occuperanno l'orbitale 1s, l'orbitale 2s e gli orbitali 2p.La configurazione elettronica 1s22s22p4.
- La composizione della materia
- La teoria atomica di Dalton
- Gli isotopi
- Il modello atomico di Thompson e di Rutherford
- Il modello atomico di Bohr
- Il principio di indeterminazione di Heisenberg
- Gli orbitali
- Tavola periodica degli elementi
- La mole
- La legge di Gay-Lussac
- Formule chimiche
- Legami chimici [1]
- Legami chimici [3] - Orbitali molecolari
- Legami chimici [4] - Legame covalente polare e dativo
- Legami chimici [5] - Legame ionico
Domande da interrogazione
- Qual è la configurazione elettronica dell'idrogeno?
- Come si riempiono gli orbitali secondo le regole di distribuzione elettronica?
- Qual è la configurazione elettronica del carbonio?
- Quali sono i principi fondamentali che regolano il riempimento degli orbitali?
L'idrogeno, essendo l'elemento più semplice, ha un solo elettrone che si trova nell'orbitale s a bassa energia, quindi la sua configurazione elettronica è 1s¹.
Gli orbitali vengono riempiti seguendo l'ordine della regola della diagonale e possono contenere al massimo due elettroni di spin opposto. Inoltre, in orbitali degeneri, gli elettroni si dispongono singolarmente con spin paralleli per limitare la repulsione elettronica.
Il carbonio ha sei elettroni, con due nell'orbitale 1s, due nell'orbitale 2s, uno nell'orbitale 2px e l'ultimo nell'orbitale 2py, seguendo la regola di Hund. La sua configurazione elettronica è 1s² 2s² 2p².
I tre principi fondamentali sono il principio di Aufbau, il principio di esclusione di Pauli e il principio della massima molteplicità (regola di Hund), che guidano l'ordine di riempimento degli orbitali.
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