Ordine di riempimento degli orbitali 3d e 4s

Il metodo dell’Aufbau fu proposto per primo da Niels Bohr nel 1920 e costituisce uno strumento per conoscere come gli elettroni di un atomo si dispongono intorno al nucleo.

Per stabilire in quali orbitali atomici si accomodano gli elettroni si deve partire dal principio di esclusione di Pauli, dalla regola di Hund e dal diagramma delle energie.

Secondo il principio di Pauli in un atomo non vi possono essere due elettroni aventi gli stessi numeri quantici, ovvero in un livello energetico vi possono essere al massimo due elettroni e, se ve ne sono due, essi hanno spin opposti.

Secondo la regola di Hund, o principio della massima molteplicità, quando devono essere riempiti orbitali aventi la stessa energia, ad esempio gli orbitali p, gli elettroni si dispongono prima con spin parallelo ovvero uno per orbitale e, solo se il loro numero lo consente, vanno successivamente a saturare gli orbitali.

Il diagramma delle energie è riportato in figura:

diagramma delle energie

Come si può osservare gli orbitali 3d hanno energia maggiore rispetto all’orbitale 4s quindi quest’ultimo orbitale va riempito prima dell’orbitale 3d.

Questo fenomeno non si verifica solo per l’orbitale 4s ma anche, ad esempio, per il 5s rispetto all’orbitale 4d e per l’orbitale 4f rispetto al 6s.

Tuttavia gli elementi del blocco d, ad eccezione del cromo e del rame, riempiono prima l’orbitale 4s e successivamente l’orbitale 3d come si può vedere dalla configurazione elettronica di tali elementi:

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Author: Chimicamo

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