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La struttura atomico-molecolare della materia e il legame chimico

Configurazioni elettroniche

Si definisce configurazione elettronica di un atomo lo schema di distribuzione dei suoi elettroni nei singoli orbitali atomici.
Per stabilire la configurazione elettronica di un atomo a numero atomico Z nel suo stato fondamentale, cioè quello di più bassa energia, si introducono uno alla volta gli Z elettroni, tenendo conto di alcune regole:

  1. gli elettroni occupano nell’ordine gli orbitali disponibili a più bassa energia; va notato che gli orbitali 3 d hanno energia maggiore degli orbitali 4 s e vengono riempiti dopo;
  2. in un atomo non vi possono essere 2 elettroni aventi gli stessi valori di tutti e quattro i numeri quantici: ciò significa che su uno stesso orbitale identificato dai valori di n, l, m non vi possono stare più di due elettroni, che si differenziano appunto per avere spin opposto;
  3. se più elettroni occupano orbitali degeneri, essi si distribuiscono con spin paralleli sul massimo numero possibile di tali orbitali, secondo la regola di Hund o principio della massima molteplicità.

La configurazione elettronica di un elemento si rappresenta scrivendo i valori di n dei livelli occupati seguiti dalle lettere che indicano i sottolivelli e un numero, posto in alto a destra di queste lettere, corrispondente al numero di elettroni presenti in quel dato sottolivello. Per esempio: nella rappresentazione simbolica 1s2 1 è il numero quantico principale (livello di energia), s è il tipo di orbitale (sottolivello), l’esponente2 è il numero di elettroni. La configurazione elettronica può essere rappresentata simbolicamente anche con un diagramma orbitale in cui ogni orbitale è rappresentato da un quadratino e due frecce di senso contrario raffigurano gli elettroni a spin opposto. Per rappresentare gli elettroni di valenza, quelli del livello esterno, che non sono mai più di otto, si usano dei puntini posti attorno al simbolo dell’elemento (simboli di Lewis).

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