Os orbitais atômicos em um átomo polieletrônico são semelhantes aos dos átomos de hidrogênio. Assim, continuamos a designar os orbitais como 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, etc.
Em um átomo polieletrônico a repulsão elétron – elétron faz com que os diferentes subníveis estejam em diferentes níveis de energia, como mostrado na figura abaixo.
Os espectros de linha de átomos polieletrônico apresentavam pares de linhas pouco espaçadas, ou seja, havia duas vezes mais níveis de energia do que se esperava. Em 1925 Uhlenbeck e Goudsmit postularam que os elétrons possuíam uma propriedade intrínseca, chamada spin eletrônico.
O elétron comportava-se como uma esfera minúscula girando em torno de seu próprio eixo, sendo assim, quantizado. Esse novo numero quântico, o numero quântico magnético spin, é simbolizado por ms e apenas dois valores possíveis são permitidos: + ½ e – ½. Uma carga giratória produz um campo magnético. Os dois sentidos opostos de rotação produzem campos magnéticos opostos que levam a separação das linhas espectrais em pares muito próximos.
Principio da exclusão de pauli – spin eletrônico
O principio da exclusão de Pauli afirma:"Dois elétrons em um átomo não podem ter o conjunto de quatro números quânticos n, l, ml e ms iguais."
Para um orbital tipo 1s, 2s, 2pz, etc, os valores de n, l, e ml são fixos.
Para colocar mais de um elétron em um desses orbitais e satisfazer o principio da exclusão de Pauli a única alternativa é assinalar diferentes valores de ms para cada elétrons. Como ms só pode assumir + ½ e – ½ um orbital pode receber no máximo dois elétrons e eles devem ter spins opostos.
Conhecendo as energias relativas dos orbitais e o princípio da exclusão de Pauli podemos ver a maneira na qual os elétrons são distribuídos entre os vários orbitais de um átomo, ou seja, a configuração eletrônica.
Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de energia, com no máximo dois elétrons por orbital.
Exemplo:
Aqui, cada orbital é representado por uma quadrícula e cada elétron, por uma meia – seta apontada para cima 
representando um número quântico magnético spin positivo (ms = + ½), e a meia – seta para baixo 
representa um elétron com numero quântico magnético spin negativo (ms = - ½).
Elétrons que possuem spins contrários são ditos emparelhados. No átomo de lítio dois elétrons no orbital 1s estão emparelhados, e o elétron no orbital 2s está desemparelhado.
Para orbitais degenerados (mesma energia), a menor energia será obtida quando o numero de elétrons com o mesmo spin for maximizada.
A regra de Hund é baseada no fato dos elétrons se repelirem. Quando eles ocupam orbitais diferentes, os elétrons permanecem afastados o quanto possível um do outro minimizando as repulsões elétron – elétron.
| Elemento | Total de Elétrons | Configuração Quadricula | Configuração Eletronica | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1s | 2s | 3s | 3p | ||||||||
| Li | 3 | ⇅ | ↑ | 1s22s1 | |||||||
| Li | 4 | ⇅ | ⇅ | 1s22s2 | |||||||
| B | 5 | ⇅ | ⇅ | ↑ | 1s22s22p1 | ||||||
| C | 6 | ⇅ | ⇅ | ↑ | ↑ | 1s22s22p2 | |||||
| N | 7 | ⇅ | ⇅ | ↑ | ↑ | ↑ | 1s22s22p3 | ||||
| O | 8 | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ↑ | ↑ | 1s22s22p4 | ||||
| F | 9 | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ↑ | 1s22s22p5 | ||||
| Ne | 10 | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ⇅ | 1s22s22p6 | ||||
| Na | 11 | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ⇅ | ⇅ | 1s22s22p63s1 | |||
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Responsável: Prof. Dr. Odair Pastor Ferreira
Universidade Federal do Ceará - Instituto UFC Virtual
