0,53 A° (angstrom)

distanza dell'elettrone dal nucleo

Teoria ondulatoria: probabilità di ciascun elettrone di trovar 727j92h si nell'elemento di spazio intorno al nucleo. Gli elettroni sono delocalizzati attorno al nucleo a costituire nubi di forma diversa e di densità di carica variabile.  

x

N r probabilità radiale

0,53 A°   a questa distanza c'è la massima probabilità di trovare l'elettrone e quindi è massima la densità di carica elettrica.

Forma e densità delle nubi di carica negativa sui cui sono delocalizzati gli e- (elettrone) sono descritte da equazioni dette ORBITALI, indicati col simbolo Y (psi).

ORBITALI

Un orbitale (Y) è individuato nel suo contenuto di energia,nella forma e nell'orientamento da tre numeri quantici. Nella teoria ondulatoria sono i numeri delle equazioni che descrivono gli orbitali.Nella teoria quantistica sono i numeri a cui è associata una realtà fisica.

Numeri quantici:   Valori possibili

n numero quantico principale energia 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7

l   numero quantico angolare forma (n - 1) 0 - 1 - 2- 3 - 4 - 5 - 6

m numero quantico magnetico posizione (+ o - l) 0 - +1 - -1 - +2 - -2 - ecc.

I numeri quantici descrivono lo stato di ciascun elettrone in un atomo. Al valore di n del numero quantico

Dal valore del numero quantico L dipende la forma dell'orbitale:

L = 0 = orbitale s : la distribuzione di elettricità attorno al nucleo è sempre a simmetria sferica, con massimo di densità a distanza diversa per ciascun valore di n e per ciascuna specie atomica.

L = 1 = orbitali p : ci sono 3 orbitali p in quanto a L = 1 corrispondono 3 valori di m (0 ,+1, -1) e quindi corrispondo 3 orbitali isoenergetici e degeneri. Hanno la stessa forma e 3 orientazioni tra loro ortogonali. Gli orbitali p sono 3 volte degeneri.

L = 2 = orbitali d : ci sono 5 orbitali d in quanto a L = 1 corrispondono 5 valori di m ( 0, +1, -2, +2, -2). Il sottolivello d è 5 volte degenere 

Livello energetico: insieme degli stati energetici corrispondenti a un dato n

Sottolivello energetico: stati energetici corrispondenti ai diversi valori di l,possibili per quel valore di n.

PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG E EQUAZIONE DI SCHR DINGER

Secondo tale principio esistono coppie di grandezze che non possono essere misurate contemporaneamente con precisione, anzi la precisione di misura dell'una è inversamente proporzionale alla precisione di misura dell'altra. Applicato all'atomo questo principio esprime l'impossibilità di misurare congiuntamente posizione e movimento dell'elettrone. Ci si dovrà così accontentare di stabilire la probabilità che essa si trovi all'intorno al nucleo in base alla sua energia determinata risolvendo l'equazione di Schrődinger :

En = - (1/n²) · [(2 m·l^4 / b²)]

Definiamo orbitale dell'elettrone l'insieme dei punti intorno al nucleo nei quali l'elettrone stesso ha la massima probabilità di trovarsi.

Gli orbitali sono di 4 tipi

s (l = 0) simmetria sferica. È unico e porta max 2 e-

p (l = 1) aspetto simile a 2 bocce. Sono 3 e portano max 6 elettroni.

d (l = 2) sono 5 e portano max 10 elettroni

f (l = 3) sono 7 e portano max 14 elettroni

Ai 3 numeri quantici precedentemente illustrati se ne può aggiungere un 4:

numero quantico di spin ms ( indica il verso di rotazione intorno al suo asse. Se è positivo il senso è orario e i spin sono paralleli ( ↑↑),se è negativo i spin sono antiparalleli (↑↓ o ↓↑).

ENERGIA DEGLI ORBITALI

energia

5d

4f

6d

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p

3s

2p

2s

1s

distanza dal nucleo

FORME DEGLI ORBITALI

ORBITALE S

N

ORBITALI P

N

N N

N

N N

1P 2P 3P

ORBITALI D

Z Z

N N N

X

Y Y

PRINCIPIO DI PAULI O PRINCIPIO DI ESCLUSIONE

In un atomo o in una molecola costituita da più atomi non possono coesistere due o più elettroni che abbiano i 4 numeri quantici uguali. Difatti su ogni livello possono esistere massimo 2 n elettroni.

PRINCIPIO DELLA MASSIMA MOLTEPLICITA' O DI HUND

Se più elettroni occupano orbitali degeneri (aventi n e l uguali tra loro e quindi aventi la stessa energia sull'orbitale) si distribuiscono, con spin paralleli, sul numero massimo possibile di questi orbitali. In un orbitale atomico i 2 elettroni devono avere spin antiparalleli (↑↓).