Obiettivi formativi
- Regola di stato di Hund.
- Applica la regola di Hund al riempimento degli orbitali.
- Utilizzare diagrammi di riempimento orbitale per descrivere le posizioni degli elettroni in un atomo.
Vi siete mai chiesti che cosa significano quei segni limite di carico su un ponte?
Il segno sopra dice che non è consentito nulla oltre le cinque tonnellate perché danneggerà la struttura., Ci sono limiti alla quantità di peso che un ponte può sostenere, ci sono limiti al numero di persone che possono tranquillamente occupare una stanza, e ci sono limiti a ciò che può andare in un orbitale di elettroni.
Regola di Hund
L’ultima delle tre regole per la costruzione di arrangiamenti di elettroni richiede che gli elettroni siano posizionati uno alla volta in un insieme di orbitali all’interno dello stesso sottolivello. Questo riduce al minimo le forze repulsive naturali che un elettrone ha per un altro., La regola di Hund afferma che gli orbitali di uguale energia sono ciascuno occupati da un elettrone prima che qualsiasi orbitale sia occupato da un secondo elettrone e che ciascuno dei singoli elettroni deve avere lo stesso spin. La figura seguente mostra come un insieme di tre orbitali p è riempito con uno, due, tre e quattro elettroni.
Diagrammi di riempimento orbitale
Un diagramma di riempimento orbitale è il modo più visivo per rappresentare la disposizione di tutti gli elettroni in un particolare atomo., In un diagramma di riempimento orbitale, i singoli orbitali sono mostrati come cerchi (o quadrati) e gli orbitali all’interno di un sottolivello sono disegnati uno accanto all’altro orizzontalmente. Ogni sottolivello è etichettato dal suo livello di energia principale e sottolivello. Gli elettroni sono indicati dalle frecce all’interno dei cerchi. Una freccia rivolta verso l’alto indica una direzione di rotazione, mentre una freccia rivolta verso il basso indica l’altra direzione. I diagrammi di riempimento orbitale per idrogeno, elio e litio sono mostrati nella figura seguente.
Figura 2., Diagrammi di riempimento orbitale per idrogeno, elio e litio.
Secondo il processo Aufbau, i sottolivelli e gli orbitali sono riempiti di elettroni in ordine crescente di energia. Poiché il sottolivello s è costituito da un solo orbitale, il secondo elettrone si accoppia semplicemente con il primo elettrone come nell’elio. L’elemento successivo è il litio e richiede l’uso del successivo sottolivello disponibile, il 2s.
Lo schema di riempimento per il carbonio è mostrato nella figura seguente. Ci sono due elettroni 2 p per il carbonio e ognuno occupa il proprio orbitale 2 P.,
Figura 3. Diagramma di riempimento orbitale per carbonio.
L’ossigeno ha quattro elettroni 2 p. Dopo che ogni orbitale 2 p ha un elettrone in esso, il quarto elettrone può essere posizionato nel primo orbitale 2 p con uno spin opposto a quello dell’altro elettrone in quell’orbitale.
Figura 4. Diagramma di riempimento orbitale per ossigeno.
Sommario
- La regola di Hund specifica l’ordine di riempimento degli elettroni all’interno di un insieme di orbitali.,
- I diagrammi di riempimento orbitale sono un modo per indicare le posizioni degli elettroni negli orbitali.
Pratica
Utilizzare il link sottostante per eseguire il seguente esercizio:
https://www.caymanchem.com/app/template/chemAssistant,Strumento.vm/itemid/4001
- Seleziona un atomo dall’elenco (probabilmente vorrai fare numeri atomici inferiori). Lasciare il numero impostato a zero.
- Cercare l’atomo su una tavola periodica e determinare il numero di elettroni presenti.
- Disegna il diagramma di riempimento orbitale per l’atomo.,
- Clicca sul pulsante “Calcola” e confronta la tua risposta con quella fornita.
Rivedere
- Stato regola di Hund.
- Che cos’è un diagramma di riempimento orbitale?
- Il diagramma nella figura sottostante è corretto? Spiega la tua risposta.
- Il diagramma nella figura sottostante è corretto? Spiega la tua risposta.,
Glossario
- Regola di Hund: gli orbitali di uguale energia sono ciascuno occupati da un elettrone prima che ogni orbitale sia occupato da un secondo elettrone e che ciascuno dei singoli elettroni debba avere lo stesso spin.
- diagramma di riempimento orbitale: un modo visivo per rappresentare la disposizione di tutti gli elettroni in un particolare atomo.