Gli Orbitali s, p, d, f

Alla scoperta degli Orbitali: Le Fondamenta della Chimica Quantistica

In Chimica è presente un concetto fondamentale che sottende molte delle proprietà e dei comportamenti dei composti chimici: gli orbitali atomici.

Origini Concettuali:

La storia degli orbitali inizia con il pioniere della meccanica quantistica, Erwin Schrödinger, e la sua equazione d’onda nel 1926. Questa equazione descrive il comportamento degli elettroni negli atomi di idrogeno in termini di funzioni d’onda, inoltre e’ possibile ricavare probabilità di trovare un elettrone in una particolare posizione intorno al nucleo. Su queste ipotesi si basa anche il Modello Quanto-Meccanico.

Numeri Quantici:

Gli orbitali sono caratterizzati da quattro numeri quantici:

1. Numero quantico principale (n): Indica la dimensione dell’orbitale e il livello energetico.
2. Numero quantico secondario (l): Definisce la forma dell’orbitale.
3. Numero quantico magnetico (m_l): Specifica l’orientamento dell’orbitale nello spazio.
4. Numero quantico di spin (m_s): Descrive lo spin dell’elettrone intorno al suo asse.

Concetti Fondamentali:

Gli orbitali sono rappresentazioni grafiche di queste funzioni d’onda. Ci sono vari tipi di orbitali, ciascuno con una forma caratteristica che riflette la distribuzione di probabilità degli elettroni intorno al nucleo.

• Orbitali s: Sono orbitali sferici che si estendono radialmente dall’atomo. Gli orbitali s possono contenere fino a due elettroni.

• Orbitali p: Questi orbitali hanno forma di lobi, che si estendono lungo gli assi x, y e z. Ci sono tre orbitali p per ogni livello energetico: (px), (py) e (pz), ciascuno dei quali può ospitare fino a due elettroni.

• Orbitali d: Gli orbitali d hanno forme più complesse rispetto agli orbitali s e p. Esistono cinque orbitali d distinti: (dxy), (dxz), (dyz), (dx^2-y^2), X e (dz^2), ognuno dei quali può contenere fino a due elettroni.

• Orbitali f: Gli orbitali f sono ancora più complessi e sono associati a livelli energetici più elevati. Ci sono sette orbitali f, ciascuno dei quali può ospitare fino a due elettroni.