Orbitali ed elettroni
Buon giorno, ho una domanda che mi è sorta studiando chimica.
Secondo il noto principio, gli elettroni dovrebbero disporsi PRIMA nei livelli energetici più bassi, e poi man mano salire.
Ma come mai questo non avviene dal III livello in poi? Perchè il 4s viene prima del 3d?
Domanda strettamente collegata, come fa a un atomo a essere stabile quando il livello energetico esterno ha pieni solo gli orbitali s e p, mentre il d e l'f sono vuoti?
Un ultimo chiarimento.
Lo "spin" può essere interpretato come il verso di rotazione dell'elettrone (orario e antiorario)?
Altra domanda ancora: se in un orbitale ci sono due elettroni, come fanno questi a non scontrarsi (visto anche che secondo la meccanica quantistica la loro posizione è tutt'altro che determinata...)
Vi ringrazio per le delucidazioni
Secondo il noto principio, gli elettroni dovrebbero disporsi PRIMA nei livelli energetici più bassi, e poi man mano salire.
Ma come mai questo non avviene dal III livello in poi? Perchè il 4s viene prima del 3d?
Domanda strettamente collegata, come fa a un atomo a essere stabile quando il livello energetico esterno ha pieni solo gli orbitali s e p, mentre il d e l'f sono vuoti?
Un ultimo chiarimento.
Lo "spin" può essere interpretato come il verso di rotazione dell'elettrone (orario e antiorario)?
Altra domanda ancora: se in un orbitale ci sono due elettroni, come fanno questi a non scontrarsi (visto anche che secondo la meccanica quantistica la loro posizione è tutt'altro che determinata...)
Vi ringrazio per le delucidazioni
Risposte
Perchè il $s$, in quegli atomi (che NON sono l'idrogeno) ha minore contenuto energetico (!)
-se invece dò energia all'atomo di idrogeno, l'elettrone "salterebbe" al $3d$ che al $4s$.
Questa differenza è dovuta alla presenza degli altri elettroni tra quell'orbitale ed il nucleo.
Lo "spin" è esattamente il verso di rotazione.
I due elettroni NON sono sullo "stesso orbitale": gli orbitali
infatti sono diversi PER i numeri quantici.
Infatti diciamo $1s$, ma sono DUE orbitali,
con numeri quantici: $n=1,l=0,m=0,m_s=1/2$
e $n=1,l=0,m=0,m_s=-1/2$
-se invece dò energia all'atomo di idrogeno, l'elettrone "salterebbe" al $3d$ che al $4s$.
Questa differenza è dovuta alla presenza degli altri elettroni tra quell'orbitale ed il nucleo.
Lo "spin" è esattamente il verso di rotazione.
I due elettroni NON sono sullo "stesso orbitale": gli orbitali
infatti sono diversi PER i numeri quantici.
Infatti diciamo $1s$, ma sono DUE orbitali,
con numeri quantici: $n=1,l=0,m=0,m_s=1/2$
e $n=1,l=0,m=0,m_s=-1/2$
Caspita mi crolla un mito...ho frainteso il principio di Esclusione di Pauli
Il principio di esclusione ti dice che non vi sono due elettroni su orbitali con numeri quantici uguali: appunto.
Io ti ho risposto interpretando con un certo "rigore" la definizione di orbitale _che
è univocamente definito dai 4 numeri quantici.
Così mi son sentito di dire che, allora, i numeri quantici "momento di spin" $+1/2$ e$-1/2$ definiscono "due" orbitali.
Io ti ho risposto interpretando con un certo "rigore" la definizione di orbitale _che
è univocamente definito dai 4 numeri quantici.
Così mi son sentito di dire che, allora, i numeri quantici "momento di spin" $+1/2$ e$-1/2$ definiscono "due" orbitali.
Salve sono nuovo del forum. Un saluto generale a tutti. ne approfitto per porre la seguente domanda. Perchè in un orbitale vi possono essere solo 2 elettroni? grazie
@slashpal
Perchè tutte le particelle aventi spin $1/2$ non possono occupare lo stesso stato. E perchè tutte le particelle aventi spin $1/2$ non possono occupare lo stesso stato? Ma è evidente, perchè non possono!
Scherzi a parte, se studi la Teoria quantistica dei campi, puoi trovare una spiegazione più fondamentale.
Perchè tutte le particelle aventi spin $1/2$ non possono occupare lo stesso stato. E perchè tutte le particelle aventi spin $1/2$ non possono occupare lo stesso stato? Ma è evidente, perchè non possono!
Scherzi a parte, se studi la Teoria quantistica dei campi, puoi trovare una spiegazione più fondamentale.
e continuo a non capire 
Mi sembrava che orazioster avesse già dato una giustificazione. Gli elettroni sono particelle con spin $1/2$. Le particelle con spin semintero, dovendo soddisfare la statistica di Fermi-Dirac, non possono occupare lo stesso stato. Se per stato prendiamo un orbitale, sembrerebbe allora che non si possa avere più di un elettrone per orbitale. Ma siccome lo stato non è solo individuato dall'orbitale, che in qualche modo ti dice come si muove l'elettrone nello spazio, ma anche dallo spin, in qualche modo il verso di rotazione dell'elettrone su se stesso, è possibile avere due elettroni nello stesso orbitale, uno con spin su, l'altro con spin giù. Di fatto, pur occupando lo stesso orbitale, sono due stati diversi in quanto il verso di rotazione intrinseca è opposto.
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