Definiția principiului Aufbau

Principiul Aufbau determină, prin anumite reguli, modul în care electronii sunt organizați în învelișuri și subînvelișuri în jurul nucleului atomic:

• Electronii intră în subînvelișul care are cea mai mică energie posibilă.
• Un orbital poate conține maximum doi electroni, respectând principiul de excludere a lui Pauli.
• Electronii urmează regula lui Hund. Afirmă că electronii sunt împrăștiați dacă există doi sau mai mulți orbiti care sunt echivalenti ca energie.
• Orbitii inferiori ai electronilor sunt umpluți înaintea orbitalilor superiori care formează învelișul de electroni. Rezultatul final este că atomul, ionul sau molecula formează cea mai stabilă configurație electronică posibilă.

Principiul Aufbau acoperă nivelurile de energie de la 1 la 7, iar subnivelurile: „s” (2 electroni), „p” (până la 6 electroni), „d” (până la 10 electroni) și „f” (până la 14 electroni). ). ).

În starea elementară a unui atom, electronii ocupă orbitali atomici. Metoda de construcție Aufbau este procedura prin care se stabilește configurația electronică a unui atom și constă în urmarea unei ordine de umplere a diferiților orbitali, pe baza valorilor energetice ale fiecăruia dintre ei. Pentru aceasta se utilizează diagrama Möller sau diagonalele, precum și regula energiei minime (n+l): „n” este numărul cuantic principal și „l” numărul cuantic azimutal.

Exemple ale principiului Aufbau

Prin aceste reguli, principiul Aufbau ne oferă o serie de instrucțiuni pentru localizarea corectă a electronilor în orbitalii unui atom. Câteva exemple de observare a configurației electronice conform principiului Aufbau sunt:

• Hidrogen (Z=1): 1s ¹
• Carbon (Z=6): 1s ²  2s ²  2p ²
• Bor (Z=5): 1s ²  2s ²  2p ¹
• Azot (Z=7): 1s ²  2s ²  2p ³
• Oxigen (Z=8): 1s ²  2s ²  2p ⁴
• Potasiu (Z=19): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ¹
• Fier de călcat (Z=26): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ²  3d ⁶
• ^{Staniu (} Z=50): 1s ²  2s ²  2p ^{6 3s 2}  3p ⁶  4s ²  3d ¹⁰   4p ⁶ 5s ²  4d  10  5p ²

Limitările principiului Aufbau

Principiul Aufbau ajută la prezicerea configurațiilor majorității elementelor. Cu toate acestea, ca și în cazul majorității regulilor, există și excepții de la principiul Aufbau: unele elemente nu îl respectă întotdeauna. De exemplu, configurația electronică prezisă pentru crom (Cr) este 4s ² 3d ⁴ , dar configurația observată este de fapt 4s ¹ 3d ⁵ .

Un alt exemplu este cuprul (Cu). Configurația sa electronică conform principiului Aufbau este 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ⁹ , dar sa dovedit experimental că este de fapt 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ 3d ¹ .

Bibliografie

• facultatea de farmacie. Structura electronică a atomilor. (1993). Universitatea din Alcala. Disponibil la: http://www.geocities.ws/ingenierosistemas1/estructuraelectronicaatomos.pdf
• Grillo, C. Aufbau Principiul sau regula fierăstrăului. (2013). Disponibil la: https://youtu.be/EiT0qHAKeRs
• Blanco Ramos, F. Introducere în fizica atomilor și moleculelor . (2019). Spania.