Forţa de atracţie pe care o exercită nucleul asupra unui electron, numită sarcina nucleară efectivă, este mai mare dacă sarcina nucleară este mai mare şi dacă electronul ocupă un orbital mai apropriat de nucleu.
Între electronii care ocupă orbitali diferiţi se exercită respingeri electrostatice. Acestea sunt mai mici cu cât distanţa dintre electroni este mai mare. De aceea, doi electroni de spin paralel au tendinţa de a se aşeza cât mai departe unul de celălalt, pentru a se respinge reciproc, cât mai puţin.
Un sistem chimic este mai stabil dacă este mai sărac în energie. Pentru ca atomul să fie un sistem stabil, electronii tind să ocupe orbitalii de cea mai mică energie şi să se orienteze la distanţe cât mai mari între ei.
Prin urmare, ocuparea cu electroni a învelişului de electroni nu se face întâmplător. În starea fundamentală a unui atom polielectronic, orbitalii se ocupă cu electroni în conformitate cu trei principii:
1. Principiul minimului de energie
Orbitalii se ocupă cu electroni în ordinea crescătoare a energiei lor.
2. Principiul de excluziune al lui Pauli
Un orbital poate fi ocupat cu maximum doi electroni de spin opus.
3. Regula lui Hund
Orbitalii de aceeaşi energie ai unui substrat se ocupă pe rând, la început cu un electron de spin paralel şi numai după semiocuparea totală are loc ocuparea cu al doilea electron de spin opus.
Configuraţia electronică
Distribuţia electronilor în straturi, substraturi şi orbitali, din învelişul de electroni al unui atom reprezintă configuraţia electronică a atomului respectiv.
Electronul distinctiv
Electronul distinctiv este electronul prin care se diferenţiază configuraţia electronică a două elemente consecutive în tabelul periodic (5B: 1s22s22p1; 6C: 1s22s22p2; 7N: 1s22s22p3).
Configuraţiile 1s2 (dublet) pe primul strat şi ns2np6 (octet) pentru n = 2, 3, 4, 5, 6 sunt configuraţii stabile de gaz nobil.
Datorită stabilităţii mai mari care se obţine la semiocuparea sau ocuparea completă a substratului 3d, apar excepţiile:
– 3d54s1 în loc de 3d44s2 la crom (24Cr) şi
– 3d104s1 în loc de 3d94s2 la cupru (29Cu).
Gaze rare, gaze inerte, gaze nobile
Elementele din grupa 18 au avut, în decursul timpului, diferite denumiri.
Denumirea de gaze rare este neadecvată, deoarece argonul este mai abundent în atmosferă decât CO2 şi nu poate fi considerat un element rar.
Denumirea de gaz inert a devenit improprie odată cu descoperirea compuşilor xenonului.
Denumirea de gaze nobile este acceptată astăzi, deoarece indică reactivitatea mică a acestor elemente.