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Principio di Aufbau

Spiegazione del principio di Aufbau

Il principio dell'Aufbau permette di determinare la configurazione elettronica di un elemento chimico nel suo stato fondamentale.

Ciò è di fondamentale importanza poichè la configurazione elettronica determina le proprietà chimiche e proprietà fisiche di un elemento chimico e la capacità di formare legami chimici con gli altri atomi.

Il problema viene affrontato mediante il metodo della costruzione ideale dell'atomo (principio dell'Aufbau): per costruire idealmente un atomo di numero atomico Z nel suo stato fondamentale, si immagina di disporre di un nucleo atomico di carica +1 al quale viene aggiunto un elettrone venendo così a formare l'atomo di numero atomico 1.

Al nucleo di questo viene aggiunto un protone ottenendo lo ione positivo (catione) di carica +1 dell'atomo di numero atomico 2.

La successiva aggiunta a questo di un elettrone genera l'atomo neutro di numero atomico 2.

Al nucleo di questo si aggiunge ancora un protone (ottenendo lo ione positivo dell'atomo di numero atomico 3 e poi un elettrone, ottenendo l'atomo neutro di numero atomico 3.

E così via fino ad ottenere l'atomo neutro di numero atomico Z.

La configurazione che gli elettroni assumono attorno al nucleo viene determinata in base alle seguenti regole:

1) ogni elettrone aggiunto durante l'Aufbau va ad occupare il livello di minore energia.

In altre parole, durante il riempimento dei sottolivelli energetici da parte degli elettroni, questi ultimi vanno ad occupare prima gli orbitali a più bassa energia e poi quelli a energia più elevata.

Il contenuto energetico degli orbitali e quindi la sequenza di riempimento è rappresentata nello schema seguente (ogni orbitale è rappresentato da un quadratino):

configurazione elettronica

L'ordine di riempimento può essere ricordato seguendo la regola della diagonale:

regola della diagonale

2) il principio di esclusione di Pauli

3) la regola di Hund.

Seguendo queste regole è pertanto possibile scrivere la configurazione elettronica di qualsiasi elemento chimico.

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