Le energie degli orbitali atomici

Gli orbitali atomici hanno energie diverse, come razionalizzato dalle interazioni di Coulomb, dall'effetto schermante e dalla penetrazione orbitale. La legge di Coulomb indica che la forza attrattiva o repulsiva fra due particelle cariche ha una relazione pari all'inverso del quadrato della distanza tra loro. Le dimensioni degli orbitali atomici aumentano con il numero dei gusci e gli elettroni vengono respinti dallo spazio occupato dagli orbitali dei gusci inferiori.

Pertanto, la legge di Coulomb suggerisce che all'aumentare del numero di gusci, gli elettroni sperimentino meno attrazione per il nucleo, che corrisponde a energie orbitali più elevate. Inoltre, gli elettroni che si trovano all'incirca alla stessa distanza o più vicini al nucleo hanno un effetto di schermatura che riduce ulteriormente l'attrazione per il nucleo. Maggiore è la schermatura, minore è l'attrazione per il nucleo.

Questa è una delle spiegazioni per le differenze nelle energie orbitali all'interno dei gusci degli elettroni. Per esempio, gli elettroni 3s e 3p schermano in modo significativo gli elettroni 3d. La carica nucleare effettiva percepita da un elettrone si calcola sottraendo dal numero atomico la cos