L’idea essenziale
Gli elettroni possono occupare solo determinati stati quantizzati. Gli orbitali vengono raggruppati in sottolivelli s, p, d e f . Un orbitale può contenere al massimo due elettroni con spin opposto; un sottolivello s contiene 1 orbitale, p ne contiene 3, d 5 e f 7. Le capacità massime sono quindi 2, 6, 10 e 14 elettroni.
Tre regole che lavorano insieme
Il sodio neutro ha 11 elettroni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ . Quel singolo elettrone 3s è un elettrone di valenza e aiuta a capire perché Na forma facilmente Na⁺. Il cloro ha 17 elettroni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ . Gli manca un elettrone per completare il sottolivello 3p; questo non significa che «voglia» un elettrone, ma che certe trasformazioni che portano a configurazioni più stabili possono risultare energeticamente favorevoli.
Esempio: sodio e cloro
La forma della tavola periodica riflette il riempimento dei sottolivelli. Gli elementi dei blocchi s, p, d e f sono raggruppati proprio in base al tipo di sottolivello che viene occupato nella configurazione caratteristica. Gli elementi di uno stesso gruppo principale condividono spesso un simile schema elettronico esterno, da cui derivano proprietà chimiche ricorrenti.
Il collegamento con la tavola periodica
L’ordine di riempimento è una guida molto efficace, ma le energie dei sottolivelli vicini possono essere simili. Per alcuni atomi, soprattutto nel blocco d, la configurazione osservata differisce dalla previsione più meccanica della regola diagonale. Il cromo e il rame sono esempi classici. La configurazione va quindi pensata come conseguenza delle energie reali degli stati, non come un rituale di frecce.
L’idea essenziale
Scrivi la configurazione elettronica fondamentale del magnesio, Z = 12, e identifica gli elettroni di valenza.
Il sodio neutro ha 11 elettroni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ . Quel singolo elettrone 3s è un elettrone di valenza e aiuta a capire perché Na forma facilmente Na⁺. Il cloro ha 17 elettroni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ . Gli manca un elettrone per completare il sottolivello 3p; questo non significa che «voglia» un elettrone, ma che certe trasformazioni che portano a configurazioni più stabili possono risultare energeticamente favorevoli.