Concetti Chiave
- Negli atomi poli-elettronici, gli orbitali p, d e f hanno energia superiore agli orbitali s con lo stesso numero quantico n a causa delle interazioni tra elettroni.
- L'energia degli orbitali aumenta con il numero quantico principale n, facendo sì che orbitali come 4s possano avere energia inferiore a 3d.
- Ogni elettrone tende a occupare il livello energetico più basso disponibile per raggiungere la stabilità e la minima energia possibile.
- La forma degli orbitali influisce sulla localizzazione degli elettroni, permettendo loro di avvicinarsi maggiormente al nucleo e influenzando l'attrazione elettrica.
- Le regole dell'Aufbau stabiliscono che nessun atomo può avere elettroni con la stessa combinazione di numeri quantici, limitando a due il numero di elettroni per orbitale.
Qual è l'energia degli orbitali negli atomi?
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 e stabilità degli elettroni
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 di energia tra gli orbitali negli atomi poli-elettronici rispetto all'atomo di idrogeno?
- Perché l'orbitale 4s può avere energia inferiore a un orbitale 3d?
- Qual è la regola fondamentale per la localizzazione degli elettroni negli orbitali?
Negli atomi poli-elettronici, gli orbitali p, d e f hanno un'energia leggermente superiore a quella degli orbitali s con lo stesso numero quantico n, a differenza dell'atomo di idrogeno dove gli orbitali dello stesso stato hanno la medesima energia.
Questo accade perché, negli atomi poli-elettronici, l'interazione tra gli elettroni influisce sulle energie degli orbitali, e la forma degli orbitali consente agli elettroni di avvicinarsi in modo diverso al nucleo, determinando attrazioni diverse.
Ogni elettrone tende a occupare il livello elettronico libero meno energetico per raggiungere la stabilità, seguendo le regole dell'Aufbau, che stabiliscono che nessun orbitale può contenere più di due elettroni con la stessa combinazione di numeri quantici.
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