Cos'è regola di madelung?

La Regola di Madelung (Regola di Klechkowski)

La Regola di Madelung, chiamata anche Regola di Klechkowski o Regola (n+l), è una regola empirica che prevede l'ordine in cui gli orbitali atomici vengono riempiti con gli elettroni nella configurazione elettronica degli atomi. Questa regola è fondamentale per capire la struttura elettronica degli elementi e le loro proprietà chimiche.

La regola afferma che gli orbitali vengono riempiti in ordine crescente della somma dei numeri quantici principale (n) e azimutale (l).

• n: Numero quantico principale, determina il livello energetico dell'orbitale (n = 1, 2, 3,...). Per ulteriori informazioni, consulta la pagina Numero%20Quantico%20Principale.

• l: Numero quantico azimutale (o angolare), determina la forma dell'orbitale (l = 0, 1, 2, ..., n-1). l = 0 corrisponde a un orbitale s, l = 1 a un orbitale p, l = 2 a un orbitale d, l = 3 a un orbitale f, e così via. Per ulteriori informazioni, consulta la pagina Numero%20Quantico%20Azimutale.

Come applicare la regola:

1. Calcola la somma (n+l) per ogni orbitale.
2. Riempi gli orbitali in ordine crescente di (n+l).
3. Se due orbitali hanno lo stesso valore di (n+l), l'orbitale con il valore n inferiore viene riempito per primo.

Esempio:

Consideriamo gli orbitali 3d e 4s.

• Per l'orbitale 3d: n = 3, l = 2, quindi (n+l) = 5
• Per l'orbitale 4s: n = 4, l = 0, quindi (n+l) = 4

Secondo la regola di Madelung, l'orbitale 4s viene riempito prima dell'orbitale 3d.

Ordine di riempimento approssimativo (dalla regola di Madelung):

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p...

Eccezioni:

La regola di Madelung è una regola empirica e non è una legge fondamentale. Ci sono alcune eccezioni, specialmente per gli elementi di transizione e i lantanidi/attinidi. Queste eccezioni sono dovute alla stabilità extra che si verifica quando gli orbitali d o f sono completamente riempiti o semi-riempiti. Per comprendere queste eccezioni, è necessario considerare le interazioni elettroniche più dettagliatamente, al di là della semplice somma (n+l).