princípio de energia mínima

A forma como se distribuem os eletrões em átomos polielectrónicos (mais do que um eletrão) obedece a certas regras ou princípios que foram extraídos da experiência. Um dos princípios essenciais para distribuir os eletrões de um átomo pelas várias orbitais, isto é, para estabelecer a sua configuração eletrónica, é o princípio de energia mínima, um princípio geral da Física segundo o qual os sistemas físicos preferem o estado de menor energia.

Pode explicar-se pelo princípio de energia mínima, por exemplo, a queda de um objeto no chão. De facto, o sistema "objeto + Terra" fica com menor energia potencial se o objeto estiver mais perto do centro da Terra. Do mesmo modo, os eletrões também preferem os estados de menor energia.

Embora a energia de uma orbital de um átomo polielectrónico dependa essencialmente do número quântico n, as orbitais 2s e 2p não têm rigorosamente a mesma energia que possuem no átomo de hidrogénio. A orbital com número quântico l (neste caso a orbital p) possui uma energia um pouco maior (n = 2).

Segundo o princípio da energia mínima poder-se-ia dizer que a configuração do lítio, com três eletrões, seria 1s³. Em experiências de ionização do lítio, todavia, observam-se, para uma mesma radiação incidente, dois valores de energia cinética dos eletrões ejetados. Tal sugere que a configuração eletrónica do lítio seja 1s² 2s¹ e não 1s³. Esta situação decorre do chamado Princípio de Exclusão de Pauli.