18 / 24
454
STUDIO
Chimica
www.
edises
.it
È
improponibile
attribuire
al movimento degli
elettroni qualsiasi
traiettoria
definita
. Infatti, secondo il
principio
di
indeterminazione
di Heisenberg
, è impossi-
bile conoscere simultaneamente e con uguale precisione la quantità di moto
(cioè il prodotto tra la massa e la velocità) e la posizione nello spazio di una particel-
la tanto piccola come un elettrone. Questo principio causò la “caduta” del concetto di
orbita, formulato precedentemente da Bohr.
Tuttavia, partendo dall’equazione
d’onda
di
Schrödinger,
è stato possibile calco-
lare, mediante complesse funzioni matematiche,
la
probabilità
di trovare un
elettrone in un certo punto dello spazio, e si è accertato che ci sono delle
zone
intorno
al nucleo
in
cui
è massima
la probabilità di
trovare
gli
elettroni
, dette
orbi-
tali
, ai quali sono associati determinati stati energetici degli elettroni.
Gli
orbitali
,
dunque,
hanno un
significato
profondamente
diverso
dalle
orbite
di Bohr
.
Secondo il
principio
della
quantizzazione
dell’energia
, un elettrone può assumere
soltanto determinati stati energetici (detti
livelli energetici
), associati ai vari orbitali,
e può passare da uno stato all’altro con energie diverse (E
1
ed E
2
) soltanto se gli viene
somministrata oppure se emette una quantità di energia pari alla differenza E
2
– E
1
.
Questo concetto, come si è detto, era stato già espresso da Bohr, che però lo applicava
alle orbite, superate dal principio di indeterminazione di Heisenberg.
2
.
2
•
Gli orbitali e i numeri quantici
Per ogni orbitale sono stati individuati tre numeri, detti
numeri
quantici
, indicati
con le lettere
n
,
l
e
m
, i cui possibili valori sono collegati gli uni agli altri.
• Il
numero quantico principale
(
n
) è in relazione con l’
energia
e le
dimensioni
dell’or-
bitale. Questo numero può assumere solo valori positivi e interi escluso lo zero
(1, 2, 3, …). Quando
n
= 1 l’elettrone ha l’energia più bassa possibile e si trova
nella zona più prossima al nucleo; ai valori 2, 3, ecc. corrispondono valori crescenti
dell’energia e delle dimensioni dell’orbitale.
• Il
numero quantico
secondario
(o
azimutale
) (
l
) è in relazione con la
forma
dell’or-
bitale: orbitali con differenti valori di
l
hanno forme diverse. Questo numero può
assumere tutti i valori interi e positivi, incluso lo zero, inferiori a
n
(
l
= 0, …,
n
– 1),
perciò dipende dal valore di
n
. Generalmente i valori
l
= 0, 1, 2 e 3 sono indicati
rispettivamente con le lettere
s
,
p
,
d
,
f
.
••
TABELLA 2.1
Relazione fra i numeri quantici
n
ed
l
n
l
1
0
S
s
2
0, 1
S
s
,
p
3
0, 1, 2
S
s
,
p
,
d
4
0, 1, 2, 3
S
s
,
p
,
d
,
f
…
…………