Orbitali e numeri quantici

Schrodinger tenendo conto che l’elettrone avesse anche una natura ondulatoria formulò un’equazione matematica per descriverne il movimento

Ψ ( psi) detta funzione d’onda se viene elevata al quadrato rappresenta la densità di probabilità di incontrare un elettrone, in base alla sua energia

La probabilità è maggiore vicino al nucleo mentre è più rada lontano dal nucleo.
L’insieme di tutte queste probabilità è chiamata nuvola elettronica.      
Orbitale  è la regione di spazio attorno al nucleo in cui la probabilità di incontrare un elettrone è massima

Racchiudendo in una figura tutti i punti di probabilità massima si ottiene una figura sferica di un dato orbitale. Per definire questo orbitale ci sono i numeri quantici:

-n: numero quantico principale rappresenta il livello energetico va da 1 a 7

-l: numero quantico secondario rappresenta la forma ( 0<=l<=n-1)

-m: numero quantico magnetico rappresenta il numero di orientamenti

(-l<=m<=l)

-ms: numero quantico di spin rappresenta la rotazione ( 0,5; -0,5)

Quindi per capire meglio:

L’orbitale è la zona dove si incontrano più facilmente gli elettroni e questo orbitale ha un numero una forma e diversi orientamenti che sono definiti dai numeri quantici.

Esistono anche dei sottolivelli:   formano a loro volta degli orbitali e si chiamano s,p,d,f.

Con l=0 abbiamo s

       l=1 abbiamo p

       l=2 abbiamo d

       l=3 abbiamo f

L’insieme di più orbitali dello stesso tipo ma con orientamenti diversi si chiama famiglia di orbitali isogeneri o degeneri

Cosa sono s,p,d,f?

s:  per ogni valore di n vi è un’orbitale che ha l=0 e m =0 ossia s

         Gli orbitali s si differenziano per il raggio quindi s2 sarà più grande di s1

p:   per valori di n diversi da uno l=1 m=3 quindi ci sono tre    
       orientamenti diversi possibili

        p ha forma di due gocce tangenti nel nucleo ed è pieno a    sei elettroni.  I diversi orientamenti di p li chiamiamo px, py, pz

d: per valori n>2 ci sono 5 orbitali d  l=2   m=5 quindi  5 possibili orientamenti differenti

f: esiste solo per il quarto e quinto n  hanno 7 orbitali l=3 m=7   
   quindi 7 diversi possibili orientamenti  è pieno a 14 elettroni

Purtroppo non è così facile definire la posizione

 degli elettroni perché bisogna stare attenti da delle regolette:

-a parità di tipo di orbitale l’energia cresce a crescere del livello,  a parità di livello  l’energia cresce con  s,p,d,f

Esempio E3s<E3p<E3d

-gli elettroni vanno ad occupare prima orbitali di energia minore ( così da essere strappati con più difficoltà). Dal 3p gli orbitali s,p,d,f sono “ sfalzati” perché prima di 3d viene       4s e prima di 4d viene 5s

Quindi l’ordine sarà così

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