L’idea elettrostatica
Un elettrone in un orbitale penetrante trascorre una parte maggiore del tempo vicino al nucleo, all’interno della densità di altri elettroni. Di conseguenza sente meno schermatura e una maggiore attrazione effettiva. In termini qualitativi, la penetrazione tende a seguire s > p > d > f per lo stesso n.
Elettroni interni ed esterni
Scendendo in un gruppo si aggiungono gusci elettronici interni: la schermatura aumenta e gli elettroni di valenza si trovano più lontani. Attraverso un periodo, invece, l’aumento di Z spesso supera l’aumento della schermatura e la carica nucleare efficace cresce.
Penetrazione
Una schermatura maggiore rende più facile, a parità di altri fattori, rimuovere un elettrone esterno perché l’attrazione netta del nucleo è minore. Il concetto aiuta quindi a spiegare perché molte energie di ionizzazione diminuiscono scendendo lungo un gruppo.
Lungo la tavola periodica
Dire che un elettrone “schermante” si trova tra nucleo e valenza è un’immagine utile ma incompleta. Gli orbitali si sovrappongono e gli elettroni sono indistinguibili; i calcoli accurati richiedono funzioni d’onda e interazioni elettroniche, non semplici gusci geometrici.
L’idea elettrostatica
Gli elettroni interni riducono l’attrazione netta del nucleo sugli elettroni più esterni: questo è lo schermaggio. Ma elettroni appartenenti allo stesso livello non schermano in modo perfetto, e orbitali diversi penetrano verso il nucleo in misura diversa. A parità di n, in generale gli orbitali s penetrano più degli p, che penetrano più dei d e degli f.
Scendendo in un gruppo si aggiungono gusci elettronici interni: la schermatura aumenta e gli elettroni di valenza si trovano più lontani. Attraverso un periodo, invece, l’aumento di Z spesso supera l’aumento della schermatura e la carica nucleare efficace cresce.