Cos'è la configurazione di elettroni?

La configurazione di elettroni di solito si riferisce alla disposizione degli elettroni attorno al nucleo di un atomo nel suo stato fondamentale, lo stato in cui esistono tutti gli elettroni dell'atomo al livello di energia più basso possibile. I diversi livelli di energia occupati dagli elettroni sono spesso indicati come conchiglie che circondano il nucleo dell'atomo. Ogni guscio è designato da un numero intero, a partire da 1. Più alto è il numero del guscio, maggiore è la distanza dal nucleo dell'atomo. Gli elettroni in ciascun guscio esistono in regioni chiamate orbitali o sottotitoli che sono designati S, P, D e F.

Ogni guscio di elettroni può essere occupato da elettroni non più di 2n 2 , in cui "N" rappresenta il numero di guscio. Il primo guscio, che è più vicino al nucleo, conterrà quindi solo due elettroni, il secondo otto, il terzo 18 e così via. All'interno di un guscio, ogni orbitale può essere occupato da non più di due elettroni.

Ogni shell contiene lo stesso tipo di orbitali presenti nella shell precedente e anche un nuovo tipo di orbitale. Il primo guscio contiene solo un orbitale, ma la seconda conchiglia contiene un orbitale e tre orbitali; Ognuno di questi orbitali può contenere due elettroni, quindi i p orbitali combinati all'interno di un guscio possono contenere fino a sei elettroni. Il terzo shell ha un orbitale, tre orbitali P e cinque orbitali D. I sette F orbitali si verificano per la prima volta nel quarto shell, che contiene anche un orbitale, tre orbitali P e cinque orbitali D. Gli orbitali oltre gli orbitali esistono ma raramente sono discussi.

Un grafico di configurazione di elettroni mostra l'ordine in cui vengono riempiti gli orbitali all'interno delle shell. Ad esempio, la configurazione di elettroni per l'elemento sodio è 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , il che significa che gli 11 elettroni di sodio si trovano nei gusci prima, seconda e terza elettrone. Gli orbitali del primo e il secondo shell eACH contiene due elettroni e l'orbitale del secondo ha sei elettroni. L'orbitale del terzo guscio contiene solo un elettrone; I suoi tre orbitali P e cinque orbitali D non sono occupati.

Quando si scrivono la notazione di configurazione di elettroni, il sovrapposizione sulla lettera che indica un tipo di orbitale non può mai essere superiore al numero massimo di elettroni che possono occupare quel tipo di orbitale. Gli apice per S, P, D e F non saranno mai più alti di 2, 6, 10 e 14, rispettivamente.

I conchiglie e gli orbitali inferiori vengono riempiti prima di quelli con un livello di energia più elevato. Ciò non significa, tuttavia, che un guscio sarà completamente riempito prima che gli elettroni inizino ad occupare il guscio successivo. Un grafico di configurazione mostra che l'orbitale 4S sarà occupato prima degli orbitali 3D. Ciò accade perché all'aumentare del numero di elettroni, gli elettroni interagiscono tra loro e creano condizioni in cui l'orbitale più alto è lo stato energetico più basso per il prossimo elettrone to Occupy.

La comprensione della configurazione di elettroni è particolarmente importante per lo studio della chimica. Questo perché le reazioni chimiche si verificano generalmente negli elettroni di valenza o guscio esterno. La configurazione di elettroni della shell di valenza fornisce informazioni importanti su come ciascun elemento reagisce con gli altri.