Lezione 3 –
L’atomo si spiega in base ad
onde stazionarie di …
elettroni
La natura CORPUSCOLARE della luce
Relazione di L. De Broglie
Lo stato di un elettrone è descritto dalla
funzione d’onda Ψ.
La funzione d’onda Ψ non ha significato fisico
diretto. Si può invece dimostrare che la
funzione Ψ2, nota come densità di probabilità
fornisce la probabilità di trovare l’elettrone
nell’unità di volume ed è quindi proporzionale
alla densità di carica presente.
Mentre Ψ può assumere anche valori negativi
(l’ampiezza di un’onda può essere sia positiva
che negativa), Ψ2 assume solo valori positivi
Erwin Schrödinger
Gli orbitali e i numeri quantici
n=1
l=0
1s
Concetto di probabilità radiale
Dividiamo lo spazio intorno al nucleo in gusci sferici concentrici di spessore
infinitesimo dr. Il volume di un generico guscio di superficie 4r2, che si trovi a
distanza r, sarà pari a 4r2dr e la probabilità di trovarvi l’elettrone si otterrà
ovviamente come prodotto della probabilità di trovare l’elettrone nell’unità di
volume 2 ed il volume del guscio stesso.
dP = Ψ2 4 π r2 dr.
Il rapporto dP/dr rappresenta la variazione della probabilità al variare della distanza
dal nucleo ed è quindi una funzione di distribuzione della probabilità in funzione
del raggio (radiale)
dP/dr = Ψ2 4 π r2
n=1
l=0
n=2
l=0
n=3
l=0
Gli orbitali e i numeri quantici
n=2
l=1
2p
n=2
l=1
Se l = 1 allora m = -1,0,+1
m=0
m = +1
m = -1
n=3
l=1
n=4
l=1
Gli orbitali e i numeri quantici
n=3
l=2
3d
m = +2
m = -2
m = +1
m = -1
m=0
Gli orbitali e i numeri quantici
n=4
l=3 orbitali ‘f’
Essendo l = 3
m = -3,-2,-1,0,+1,+2,+3
a) il valore assunto da 'n' determina l'energia
dell'orbitale ed individua i 7 livelli energetici
possibili, detti anche strati o gusci.
b) il valore assunto da 'l' è associabile al tipo ed
alla forma dell'orbitale. Esistono 4 tipi di
orbitali. Gli orbitali 's' presentano simmetria
sferica, gli orbitali 'p' presentano una forma a
otto di rotazione, gli orbitali 'd' ed 'f' forme
complesse.
c) il valore assunto da 'm' è associabile al
numero di orbitali per tipo presenti in ciascun
livello energetico.
1° Livello energetico
1 orbitale s (1s) capienza max:
2 elettroni
2° Livello energetico
1 orbitale s (2s) capienza max: 2 elettroni
3 orbitali p (2p) capienza max: 6 elettroni
3° Livello energetico
1 orbitale s
(3s)
capienza max: 2 elettroni
3 orbitali p
(3p)
capienza max: 6 elettroni
5 orbitali d
(3d)
capienza max: 10 elettroni
4° Livello energetico
1 orbitale s
(4s)
capienza max: 2 elettroni
3 orbitali p
(4p)
capienza max: 6 elettroni
5 orbitali d
(4d)
capienza max: 10 elettroni
7 orbitali f
(4f)
capienza max: 14 elettroni