Livelli di Energia degli Atomi
Salve,
qualche mese fa cercando una spiegazione di chimica su internet mi sono imbatutto in un articolo sulla predisposizione dei livelli di energia negli atomi (Electron Energy Shell Configuration).
In poche parole dice che ogni "livello di energia" si può dividere in "strati inferiori" (sub-shells).
Le subshells sono:
s= max 2 elettroni
p= max 6 elettroni
d= max 10 elettroni
f = max 14 elettroni
Il primo livello (quello che può tenere solo 2 elettroni, il più vicino al nucleo).
E' 1s2
Dove 1 è il girone di energia (energy level)
s è il sotto-girone (sub-shell)
e 2 è il numero massimo di elettroni che può contenere
Quindi il 2 sarebbe
2sp8
infatti per ogni livello si aggiunge un'altro "sottogirone" a quelli che c'erano già in questo caso questo girone può tenere max 8 elettroni (6+2)
Il problema mi è sorto al terzo sottogirono:
3spd18 (s+p+d 2+6+10)
eppure sui miei libri (prima superiroe) c'è scritto che il terzo livello arriva fino a 8 elettroni! Quale è la ragione?
Proseguendo così continuerebbe con:
4spdf22
inoltre dopo "g = 14" come continua la serie? Avevo ipotizzato h=22 (continuando in linea con l'alfabeto e seguendo la logica di aggiungere 4...)
E' giusto o ho letto delle gran.....
rioda
PS: Scusate se i termini non sono accurati, studio in inglese quindi ho fatto una traduzione approsimativa...
qualche mese fa cercando una spiegazione di chimica su internet mi sono imbatutto in un articolo sulla predisposizione dei livelli di energia negli atomi (Electron Energy Shell Configuration).
In poche parole dice che ogni "livello di energia" si può dividere in "strati inferiori" (sub-shells).
Le subshells sono:
s= max 2 elettroni
p= max 6 elettroni
d= max 10 elettroni
f = max 14 elettroni
Il primo livello (quello che può tenere solo 2 elettroni, il più vicino al nucleo).
E' 1s2
Dove 1 è il girone di energia (energy level)
s è il sotto-girone (sub-shell)
e 2 è il numero massimo di elettroni che può contenere
Quindi il 2 sarebbe
2sp8
infatti per ogni livello si aggiunge un'altro "sottogirone" a quelli che c'erano già in questo caso questo girone può tenere max 8 elettroni (6+2)
Il problema mi è sorto al terzo sottogirono:
3spd18 (s+p+d 2+6+10)
eppure sui miei libri (prima superiroe) c'è scritto che il terzo livello arriva fino a 8 elettroni! Quale è la ragione?
Proseguendo così continuerebbe con:
4spdf22
inoltre dopo "g = 14" come continua la serie? Avevo ipotizzato h=22 (continuando in linea con l'alfabeto e seguendo la logica di aggiungere 4...)
E' giusto o ho letto delle gran.....
rioda
PS: Scusate se i termini non sono accurati, studio in inglese quindi ho fatto una traduzione approsimativa...
Risposte
1) Livelli principali
2) Sottolivelli
3) Orbitali (regioni dello spazio in cui la probabilità di trovare gli elettroni è massima)
Esempio:
Livello principale $n=3$ ha 3 sottolivelli (l'n-esimo livello principale ha n sottolivelli) e 3 tipi di orbitali
Primo sottolivello: corrisponde a 3s (l=0, l: numero quantico orbitale)
Secondo sottolivello: corrisponde a 3p (l=1)
Terzo sottolivello: corrisponde a 3d (l=2)
l=0,1,2,...n-1
Sia m il numero quantico magnetico: m=-l,...0,1,...+l dove l è sempre il numero quantico orbitale
Primo sottolivello: $m=0$ (l=0) cioè un orbitale e, per il principio di esclusione di pauli, hai 2 elettroni
Secondo sottolivello: $m=-1,0,1$ (l=1), 3 orbitali, e quindi 6 elettroni
Terzo sottolivello: $m=-2,-1,0,1,2$ (l=2), 5 orbitali e quindi 10 elettroni.
Come puoi notare $m$ rappresenta le varie orientazioni nello spazio degli orbitali: sono degeneri, cioè hanno la stessa energia.
Ora sommi: 2+6+10 = 18. Quindi n=3 contiene 18 elettroni.
L'n-esimo livello contiene $2*n^2$ elettroni
Ciao.
2) Sottolivelli
3) Orbitali (regioni dello spazio in cui la probabilità di trovare gli elettroni è massima)
Esempio:
Livello principale $n=3$ ha 3 sottolivelli (l'n-esimo livello principale ha n sottolivelli) e 3 tipi di orbitali
Primo sottolivello: corrisponde a 3s (l=0, l: numero quantico orbitale)
Secondo sottolivello: corrisponde a 3p (l=1)
Terzo sottolivello: corrisponde a 3d (l=2)
l=0,1,2,...n-1
Sia m il numero quantico magnetico: m=-l,...0,1,...+l dove l è sempre il numero quantico orbitale
Primo sottolivello: $m=0$ (l=0) cioè un orbitale e, per il principio di esclusione di pauli, hai 2 elettroni
Secondo sottolivello: $m=-1,0,1$ (l=1), 3 orbitali, e quindi 6 elettroni
Terzo sottolivello: $m=-2,-1,0,1,2$ (l=2), 5 orbitali e quindi 10 elettroni.
Come puoi notare $m$ rappresenta le varie orientazioni nello spazio degli orbitali: sono degeneri, cioè hanno la stessa energia.
Ora sommi: 2+6+10 = 18. Quindi n=3 contiene 18 elettroni.
L'n-esimo livello contiene $2*n^2$ elettroni
Ciao.
"Rioda":
inoltre dopo "g = 14" come continua la serie? Avevo ipotizzato h=22 (continuando in linea con l'alfabeto e seguendo la logica di aggiungere 4...)
E' giusto o ho letto delle gran.....
rioda
PS: Scusate se i termini non sono accurati, studio in inglese quindi ho fatto una traduzione approsimativa...
Aggiungo anche:
il tuo g=14 sarebbe $f$ e non g, visto che $4f$ ha m=-3,...,0,1,...3 cioè 7 orientazioni e quindi 7 orbitali con la stessa energia, e quindi 7x2=14.
Per continuare la serie, oltre a s,p,d,f ne hai altri, presumibilmente continuando l'alfabeto, g, h,... cmq sia devi tenere conto il numero quantico magnetico, come ho fatto sopra...
g ci sarà per il livello $n=5$ visto che ha 5 sottolivelli, quindi s,p,d,f,g. Ora $5g$ corrisponde a $l=4$ e quindi hai m=-4,...,0,1,...4, e quindi 9 possibili orientazioni nello spazio degli orbitali...e quindi 9x2=18.
In poche parole conti le possibili $m$ e moltiplichi per 2.
l'orbitale di tipo h lo avrai per n=6, 6 sottolivelli, s,p,d,f,g,h, dove 6h corrisponde a l=5, e quindi hai 11 possibili orientazioni e quindi moltiplichi per due e ottieni 22.
In linea di principio tu hai fatto giusto, penso che invece di g=14 volevi scrivere g=18...
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