Construcţia învelişului electronicRegulile de completare a nivelelor energetice în atom cu electroni sunt empirice şi se referă la atomi în stare fundamentală.1. Principiul excluziunii (Pauli)Intr-un atom nu pot exista 2e- în aceeaşi stare energetică (cu aceleaşi numere cuantice, n, l, m, s). Ca o consecinţă, într-un orbital, nu pot exista mai mult de 2e- care trebuie să fie de spin opus.

2. Regula lui Hund (regula multiplicităţii maxime) – stările cu multiplicitate maximă de spin sunt cele mai stabile. Într-un atom cu subnivele energetice degenerate, se ocupă mai întâi fiecare subnivel cu câte un e- cu spin paralel şi numai după aceea are loc împerecherea spinului.

Construcţia învelişului electronic3. Regula sumei (n+l)Succesiunea energetică a orbitalilor se poate stabili cu ajutorul sumei (n+l) (regula Klecicovschi). Orbitalii se ocupă cu e- în ordinea crescătoare a sumei (n+l). În cazul existenţei a 2 orbitali caracterizaţi de aceeaşi sumă (n+l), aceştia se ocupă cu e- în ordinea crescătoare a lui n.1s(1) 2s(2) 2p(3) 3s(3) 3p(4) 3d(5) 4s(4) 4p(5) 4d(6) 4f(7) 5s(5) 5p(6) 5d(7) Ordinea de ocupare a orbitalilor1s(1) 2s(2) 2p(3) 3s(3) 3p(4) 4s(4) 3d(5) 4p(5) 5s(5)4d(6) 5p(6) 6s(6) 4f(7) 5d(7) 6p(7) 7s(7) 5f(8) 6d(8) 7p(8)

N [2He] 2s22p3

2s22p3

F [2He] 2s22p5

2s22p5 4s2

[18Ar]3d64s2Fe

3d6

Construcţia învelişului electronic

Un anumit atom diferă de atomul precedent din sistemul periodic printr-o sarcină pozitivă a nucleului şi printr-un electron în plus adăugat în configuraţia electronică, numit electron distinctiv.În perioadele 1-3 nu există abateri de la regulile normale de completare cu electroni. În perioada 4Configuraţiile cu orbitali complet ocupaţi cu e- sau la semiocupare sunt mai stabile.

24Cr [18Ar]3d54s1

29Cu [18Ar]3d104s1

Inversiuni în succesiunea unor nivele energetice

Din valorile energiei de ionizare calculate pentru diferite subnivele se pot trage concluzii cu privire la natura electronului ionizabil (primul e- care părăseşte atomul).In general, se consideră că

nivelul energetic n nu se separă net de nivelele (n-1) şi (n+1) şi chiar are loc o suprapunere a acestora, în special după ce acestea se ocupă cu e-.

2s2p

2s

2p3s3p3s

3p3d

3d4s 4p4d

4s

4p

4d5s5s 5p

6s5d

5d5p

4f

4f

E

Z

Construcţia învelişului electronic

În perioada 5, apar abateri de la regulile normale de completare cu e- la elementele cu Z=41-47 (toateelementele au un singur e- în orbitalul 5s, cu excepţia Pd.41Nb (gr. 5) [36Kr]4d45s1

42Mo (gr. 6) [36Kr]4d55s1

43Tc (gr. 7) [36Kr]4d65s144Ru (gr. 8) [36Kr]4d75s1

45Rh (gr. 9) [36Kr]4d85s146Pd (gr. 10) [36Kr]4d105s0

47Ag (gr. 11) [36Kr]4d105s1

În perioada 657La (gr.3) [54Xe]5d16s2

78Pt (gr.10) [54Xe]4f145d96s1

79Au (gr.11) [54Xe]4f145d106s1

Construcţia învelişului electronicNr. de electroni din învelişul de valenţă = numărul grupeiBlocul S – învelişul de valenţă este format din orbitalul ns1-2 şi au e-

distinctiv în orbitalul nsBlocul P – învelişul de valenţă este format din orbitalii ns2np1-6 şi au e-

distinctiv în orbitalul np.Blocul D - învelişul de valenţă este format din orbitalii (n-1)d1-10ns1-2 şi au e- distinctiv în orbitalul (n-1)d.Elementele din blocul S şi P formează grupele principale, iar elementele din blocul D sunt metale tranziţionale.Blocul F – lantanoidele şi actinoidele (n-2)f1-14(n-1)d0,1ns2

Proprietăţi periodice ale elementelor

Proprietăţi fiziceRaza atomică şi ionicăVolumul atomicEnergia de ionizareAfinitatea pentru electroniDensitateaPuncte de fierbere şi topireConductibilitatea termică şi electrică

Proprietăţi chimice• Caracterul metalic sau

nemetalic• Stări de oxidare• Proprietăţi acido-

bazice ale compuşilor elementelor

• Caracterul redox al elementelor

Raza atomică

Raza atomică a unui element chimic este o măsură a mărimii atomului şi reprezintă distanţa dintre nucleu şi suprafaţa externă a învelişului electronic.

Raza atomică creşte în grupă de sus în jos.

În general, raza atomică scade în perioadă de stânga la dreapta.

Raza atomică şi volumul atomic

În blocurile d şi f, diferenţele dintre razele atomice sunt mult mai mici decât în cazul elementelor tipice deoarece e- distinctiv se află într-un orbital interior.Volumul atomic are o variaţie în sistemul periodic

asemănătoare cu cea a razei atomice. Este o măsură a dimensiunii atomului (a spaţiului ocupat de atom).

Volumul atomic creşte în grupă de sus în jos şi scade în perioadă de la stânga la dreapta datorită creşterii sarcinii nucleare.