O Princípio de Aufbau e a Regra de Hund

Lembre-se que as orbitais atómicas têm energias diferentes e podem acomodar dois elétrons cada uma. O princípio aufbau dita a distribuição de elétrons entre as subcamadas do átomo, e a regra da multiplicidade máxima de Hund explica o enchimento de orbitais nas subcamadas. O princípio aufbau afirma que no estado da terra, os elétrons enchem as orbitais atómicas da mais baixa para a mais alta energia para alcançar a configuração de menor consumo de energia.Embora a energia aumente geralmente com o número de camadas, a maior penetração das orbitais de s conduz frequentemente às orbitais de quatro e cinco-s com energias inferiores às das orbitais de três e quatro d, respectivamente. A ordem pode ser lembrada utilizando diagramas como este, onde o caminho da seta revela a sequência em que os elétrons são atribuídos aos orbitais. Consideremos escrever a configuração de elétrons para o carbono, um elemento com o número atómico de seis.Certamente, o orbital de um, que tem a energia mais baixa, deve ser preenchido antes do orbital de dois-s. Cada orbital pode conter um máximo de dois elétrons. O quinto elétron entra numa subcamada de dois polos.Mas qual das três orbitais de dois polos é que preenche, então, presume-se que as orbitais em qualquer subcamada sejam degeneradas, o que significa que têm a mesma energia. Assim, o quinto elétron pode entrar em qualquer uma das três orbitais degeneradas de dois polos. E quanto ao sexto elétron, entra no orbital de dois polos com um elétron ou um das orbitais vagas de dois pontos, de acordo com a regra da multiplicidade máxima de Hund, os elétrons ocupam individualmente todas os níveis orbitais de uma dada energia antes de começarem a emparelhar, e os elétrons não emparelhados não podem ter rotações opostas:as suas rotações devem ser paralelas.Assim, para o carbono, os 2 elétrons de dois polos devem ocupar duas orbitais diferentes e ter rotações paralelas. Desta forma, os elétrons podem espalhar-se por uma área maior. Isto diminui a sua proteção uns dos outros, minimizando assim a energia do átomo.Para o nitrogénio, cada uma das três orbitais de dois polos é ocupada individualmente. Para o oxigênio, uma vez que as orbitais degeneradas de dois pontos são preenchidas individualmente, o último elétron deve emparelhar com outro elétron de dois polos. O átomo tem dois elétrons não emparelhados.A configuração de elétrons do néon revela que a camada mais exterior está cheia até à sua capacidade máxima de oito elétrons. O néon tem dois elétrons, chamados elétrons do núcleo no interior e oito elétrons, chamados elétrons de valência, na camada mais exterior.