Ordine di riempimento degli orbitali

Atomi di differenti elementi presentano caratteristiche chimiche diverse in virtù del fatto che sono formati da un diverso numero di protoni e quindi di elettroni. Ma come sono distribuiti gli elettroni intorno al nucleo? Il principio fondamentale da rispettare per poter rispondere a questa domanda è che gli elettroni si posizionano riempiendo l'orbitale meno energetico per poi
andare a occupare gli orbitali ad energia via via più elevata. L’ordinata distribuzione degli elettroni attorno al nucleo di un dato atomo prende il nome di configurazione elettronica dello stesso.
Pertanto è possibile costruire ogni atomo nel suo stato fondamentale aggiungendo semplicemente sugli orbitali atomici, a cominciare da quello con minore energia, un numero di elettroni uguale al numero atomico dell’elemento. Nell’eseguire questa costruzione bisogna però osservare le seguenti regole:

• L’ordine di riempimento degli orbitali atomici deve avvenire per energia crescente secondo la seguente successione: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s,…
• Due elettroni dello stesso atomo non possono essere caratterizzati dalla stessa quaterna di numeri quantici (Principio di esclusione di Pauli). Quindi, in base a questo principio, ciascun orbitale atomico può essere vuoto, oppure un solo elettrone, oppure può al massimo ospitare due elettroni con spin opposti.L’immediata conseguenza del principio di esclusione di Pauli è che:- gli orbitali atomici di tipo s possono al massimo ospitare due elettroni; gli orbitali atomici di tipo p possono al massimo ospitare sei elettroni (due per ciascun orbitale);- gli orbitali atomici di tipo d possono ospitare al massimo dieci elettroni;- gli orbitali atomici di tipo f possono ospitare al massimo quattordici elettroni.

Simone, Paolino e Andrea