Čo je princíp Aufbau?

Reči o konfigurácii elektrónov, ako o distribúcii elektrónov na rôznych orbitáloch, nie sú ďaleko od takzvaného Aufbauovho princípu - okrem princípu vylúčenia pauli a Hundovho pravidla. Pokiaľ sú v základnom stave atómu, elektróny vstupujú do obežnej dráhy s najnižšou energiou a zvyšné elektróny sú v poradí pribúdajúcej energie.

Hypoteticky, keď sa odkazuje na Wikipédiu, samotný princíp aufbau uvádza, že elektróny obiehajúce okolo jedného alebo viacerých atómov plnia najnižšiu dostupnú hladinu energie pred tým, ako plnia vyššie úrovne. Napríklad 1 s pred 2 s. Týmto spôsobom sa elektróny v atóme, molekule alebo ióne zosúladia s najstabilnejšou elektrónovou konfiguráciou.

Aufbau je nemecké podstatné meno, ktoré znamená „stavba“. Princíp Aufbau sa niekedy nazýva stavebný princíp alebo Aufbauovo pravidlo. Podľa tohto princípu budú elektróny v atóme v stabilnom stave, ak majú nízku energiu, zatiaľ čo elektróny budú na orbitáloch, ktoré sa kombinujú a vytvárajú subshell. Elektróny majú teda tendenciu obsadzovať čiastkové škrupiny s nízkou úrovňou energie.

(Prečítajte si tiež: Pochopenie fyzikálnych a chemických zmien a príklady)

Podrobnosti o týchto „konštrukčných“ tendenciách sú vysvetlené matematicky z hľadiska atómových orbitálnych funkcií. Správanie elektrónov popisujú ďalšie princípy atómovej fyziky, napríklad Hundovo pravidlo a Pauliho princíp zákazu.

Hundovo pravidlo tvrdí, že aj keď je k dispozícii niekoľko orbitalov rovnakej energie, elektróny vyplnia prvý prázdny orbitál a potom znova použijú tie, ktoré sú obsadené ostatnými elektrónmi. Ale na základe Pauliho vylučovacieho princípu, podmienky pre to, aby elektróny vyplnili ten istý orbitál, musia mať rozdielne elektrónové točenia (-1/2 a 1/2).

Na odhad konfigurácie protónov a neutrónov v atómových jadrách sa používa jedna verzia princípu Aufbau známa ako model jadrového plášťa.

V základnom stave sú orbitaly plnené v poradí zvyšovania energie, a to:

1 s <2 s <2 p <3 s <3 p <4 s <4 d <4 p <5 s …….

Orbitálne energie sa dajú vypočítať podľa pravidla (n + l). V prípade, že orbitaly majú rovnakú hodnotu (n + 1), najskôr sa vyplní orbitál s nižšou hodnotou n.