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Numeri quantici
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8.1 Forma e simboli degli orbitali atomici La forma degli orbitali atomici è determinata dal numero quantico secondario l. Orbitali con lo stesso valore di l hanno la stessa forma e, anche se hanno dimensioni diverse, a seconda del valore del numero quantico principale n vengono denominati con la stessa lettera (s, p, d, f ). • Per ogni valore di n esiste sempre un orbitale con l = 0. Questi orbitali sono detti orbitali s e per distinguerli si premette al simbolo s il corrispondente valore di n. L’orbitale s con n = 1 si chiama quindi 1s. L’orbitale s con n = 2 si chiama 2s. Tutti gli orbitali s hanno la stessa forma sferica, ma ovviamente sono diversi per dimensioni ed energia. All’aumentare di n aumenta il raggio dell’orbitale e ovviamente anche l’energia dell’elettrone (Fig. 2.11).
Fig. 2.11 Rappresentazione degli orbitali 1s, 2s e 3s. Aumentando il valore del numero quantico principale aumentano le dimensioni e l’energia dell’orbitale.
n=3 l=0 orbitale 3s
n=2 l=0 orbitale 2s
n=1 l=0 orbitale 1s
L’orbitale di tipo s si rappresenta graficamente con un quadratino:
• Per ogni valore di n 2 1 (n = 2, 3, 4, 5, 6) esistono tre orbitali con l = 1 detti
orbitali p. Per distinguere gli orbitali p con diverso valore di n si premette al simbolo p il corrispondente valore di n. I tre orbitali p con n = 2 si chiamano quindi 2p. I tre orbitali p con lo stesso valore di n hanno uguali dimensioni ed energia, la stessa forma a due lobi ma diversa orientazione nello spazio (orbitali degeneri) disponendosi lungo tre assi cartesiani (x, y, z) e sono pertanto indicati con i simboli px, py, pz (Fig. 2.12). Orbitali p con diverso valore di n hanno ovviamente la stessa forma, ma diverse dimensioni ed energia: gli orbitali 2px, 2py, 2pz hanno dimensioni ed energia minore degli orbitali 3px, 3py, 3pz. z
z
y
z
y
x
y
x
x py
px
Fig. 2.12 Rappresentazione dei tre orbitali p. I tre orbitali p hanno la stessa forma a due lobi ma diversa orientazione.
pz
z
y x
I tre orbitali di tipo p si rappresentano graficamente con tre quadratini:
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