Configurazioni elettroniche (prima parte)




livelli

Sulla base di quanto detto sino ad ora, è possibile scrivere in modo sintetico la configurazione elettronica dei primi 18 elementi della tavola periodica: essi sono ordinati sulla base del numero atomico crescente. Per ora vi basta sapere che il numero atomico ci informa sul numero di elettroni di un atomo neutro.

L’idrogeno, numero atomico 1, ha un elettrone. Esso si trova nel 1° livello energetico (quello con minore energia), nel sottolivello s, nell’unico orbitale in esso presente (non dimenticate che gli elettroni sono posizionati negli orbitali assegnati per il 90% del tempo, non lo ripeterò tutte le volte). La sua configurazione elettronica è:

$ \sf \moveright{5em}{H_1 \to 1s^1} $

L’elio, numero atomico 2, ha due elettroni. Entrambi occupano l’orbitale disponibile del sottolivello s del 1° livello energetico; ovviamente hanno spin antiparallelo, in accordo col Principio di esclusione di Pauli (anche questa precisazione non la ripeterò più). La configurazione elettronica dell’elio è:

$ \sf \moveright{5em}{He_2 \to 1s^2} $

Il litio ha tre elettroni: due di essi occupano l’orbitale del sottolivello s del 1° livello energetico; il terzo si trova nel 2° livello energetico, nel sottolivello con minore energia, il sottolivello s, nell’unico orbitale in esso presente. La configurazione del litio è:

$ \sf \moveright{5em}{Li_3 \to 1s^2\ 2s^1} $

Va da sé che il berillio ha configurazione:

$ \sf \moveright{5em}{Be_4 \to 1s^2\ 2s^2} $

Il boro ha 5 elettroni: due nel 1° livello, e, nel 2° livello due nell’unico orbitale del sottolivello s, e uno in uno dei tre orbitali equi-energetici del sottolivello p. La configurazione del boro è:

$ \sf \moveright{5em}{B_5 \to 1s^2\ 2s^2 2p^1} $

Il carbonio ha 6 elettroni: due nel 1° livello energetico, due nel sottolivello s del 2° livello, due occupano due distinti orbitali del sottolivello p sempre del 2° livello:

$ \sf \moveright{5em}{C_6 \to 1s^2\ 2s^2 2p^2} $

vale infatti il Principio di massima molteplicità di Hund: a parità di energia, gli elettroni tendono ad occupare il maggior numero di orbitali possibili.

Di seguito alcune configurazioni elettroniche:

$ \sf \moveright{5em}{Ne_{10} \to 1s^2\ 2s^2 2p^6} $

$ \sf \moveright{5em}{Na_{11} \to 1s^2\ 2s^2 2p^6\ 3s^1} $

$ \sf \moveright{5em}{Al_{13} \to 1s^2\ 2s^2 2p^6\ 3s^2 3p^1} $

$ \sf \moveright{5em}{P_{15} \to 1s^2\ 2s^2 2p^6\ 3s^2 3p^3} $

$ \sf \moveright{5em}{Ar_{18} \to 1s^2\ 2s^2 2p^6\ 3s^2 3p^6} $

livelli

Stop. Per poter scrivere la configurazione del potassio, riprendo l’immagine che apre questo post, in cui sono ordinati i livelli e i sottolivelli in ordine crescente di energia, dal basso verso l’alto: il sottolivello 4s ha meno energia del sottolivello 3d, e poiché gli elettroni tendono ad occupare lo strato di minore energia, la configurazione del potassio è:

$ \sf \moveright{5em}{K_{19} \to 1s^2\ 2s^2 2p^6\ 3s^2 3p^6\ 4s^1} $

Per poter scrivere la maggior parte delle configurazioni, potete riferirvi ad un vecchio post.

About ilgeniodellalampada

docente di scienze
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One Response to Configurazioni elettroniche (prima parte)

  1. anna says:

    buonasera, sono la mamma di un ragazzo dsa del liceo.Da quando ho scoperto questo sito di chimica con esercizi guidati e una toria chiara e non dispersiva mio figlio riesce a capire e a risolvere i “problemi” di chimica, ma sopratutto ad amare questa materia! per cui grazie

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