l = 0, 1, 2, 3,,, n-1n m = 0, ±1,
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- Vincenzo Gagliardi
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1 NUMERI QUANTICI Le autofuzioi soo caratterizzate da tre parametri chiamati NUMERI QUANTICI e soo completamete defiite dai loro valori: : umero quatico pricipale l : umero quatico secodario m : umero quatico magetico I umeri quatici possoo assumere solamete i valori che rispettao le segueti regole: =,,,,... l = 0,,,,,, - m = 0, ±, ±, ±,, ±l
2 NUMERI QUANTICI Ogi autofuzioe Ψ defiita da ua data tera di valori di umeri quatici, l, m l rappreseta u ORBITALE Numero quatico pricipale: (=,, ) Defiisce l ENERGIA e la e la DIMENSIONE dell dell orbitale Numero quatico secodario o azimutale : l (= 0,,,, -) Idica il mometo agolare dell elettroe elettroe e defiisce la FORMA dell orbitale Numero quatico magetico: m (= -l, l,,0,..,,0,.., +l) Determia l ORIENTAMENTO SPAZIALE dell orbitale
3 NUMERI QUANTICI I diversi tipi di ORBITALI vegoo desigati usado u NUMERO e ua LETTERA Il NUMERO defiisce il valore di La LETTERA defiisce il valore l l = 0 vegoo idicati co s (sharp) l = vegoo idicati co p (pricipal) l = vegoo idicati co d (diffuse) l = vegoo idicati co f (fudametal)
4 l m 0 0 u orbitale s 0 0 u orbitale s tre orbitali p z y x
5 l m 0 0 s s px px py py pz pz cique orbitali d d
6 l = 0 (orbitali s) s s s s
7 Gli orbitali che hao valore di l = si chiamao orbitali p. Per l =, il umero quatico magetico m può assumere i valori +, 0, - m = + m = 0 m = -
8 Gli orbitali che hao valore di l = si chiamao orbitali d Per l = possoo aversi 5 valori di m :
9 hao 7 orbitali f Per l = si hao (m = ±, ±, ±, 0)
10
11 ( protoe + elettroe) Gli orbitali dispoibili per ospitare l'uico elettroe soo tati: s, s, px,, py,, pz,, s, px,, py,, pz,, dx y, d px,, py,, pz, dx y, dxz, dxz, d z z z z, dz, d, dyz,, dxz xz,, s, I quale orbitale va messo questo elettroe? x x x x y y y y s p x p y p z z z z z z x x x x x y y y y y d x -y d d xy z d yz d xz
12 0 l E N E R G II A 5 5s s s s 5px 5py 5pz px py pz px py pz px py pz dx dx y dxz dxy dyz dx dx y dxz dxy dyz Allo stato fodametale, l'uico elettroe dell'atomo di idrogeo abita l'orbitale a più bassa eergia s L eergia degli orbitali cresce all aumetare di ed l. (Per ragioi grafiche, è qui rispettata la sequeza dei livelli eergetici ma o i loro valori relativi)
13 AUFBAU Èla costruzioe ideale degli atomi, fatta dispoedo el ucleo i protoi e egli orbitaliu ugual umerodi elettroi.
14 AUFBAU Il termie AUFBAU sigifica i tedesco costruzioe e rappreseta per oi la costruzioe della cofigurazioe elettroica degli atomi, ovvero la distribuzioe degli elettroi ei vari livelli e sottolivelli eergetici di u atomo Per scrivere correttamete la cofigurazioe elettroica occorre cooscere l ordie co cui soo riempiti i vari orbitali
15 AUFBAU Il riempimeto degli orbitali procede co la sequeza idicata a lato (seguedo dal basso le frecce). 5s 8s p 7s 7p eergia s s p d 6s 5s s s 6p 5p p p 6d 5d d d 5f f p s p s s s
16 Dopo gli orbitali p dovrei riempire gli orbitali d che appartegoo allo stesso livello eergetico, ivece prima si riempie il s i quato la forma sferica dell orbitale s è privilegiata rispetto a quella ellittica dell orbitale d
17 AUFBAU Ioltre -l ordie di riempimeto è basato su tre regole: Regole:. L'elettroe occupa l'orbitale a più bassa eergia dispoibile. Pricipio di Pauli: u orbitale può essere vuoto oppure abitato da uo o, al massimo, da due elettroi. Due elettroi che occupao lo stesso orbitale hao spi atiparallelo.. Pricipio di Hud: il riempimeto di u orbitale degeere si ha soltato se gli altri orbitali degeeri soo già occupati da u elettroe.
18 AUFBAU Pricipio di esclusioe di Pauli I u atomo o possoo esistere elettroi co tutti i umeri quatici uguali; perciò ello stesso orbitale possoo esserci soli elettroi purchè co m s, mometo di spi, diverso m s, umero quatico di spi: seso di rotazioe dell e - itoro al proprio asse (m s = + /; m s =-/) Valori opposti di m s SPIN ANTIPARALLELI Valori uguali di m s SPIN PARALLELI
19 AUFBAU Regola di HUND (max molteplicità di spi) Quado due o più elettroi hao a disposizioe orbitali degeeri, essi tedoo ad occupare il massimo umero possibili, dispoedosi a spi paralleli elettroi i orbitali p Repulsioi elettrostatiche maggiori
20 AUFBAU l 0
21 AUFBAU Seguedo le regole idicate e cooscedo la sequeza di eergia per gli orbitali idicata i figura si può sapere per ogi atomo quali soo quelli occupati e si può procedere all AUFBAU, cioè al riempimeto progressivo degli orbitali co gli elettroi defiisce il cosidetto guscio o shell (= guscio K, = guscio L )
22 Z = Idrogeo simbolo: H l 0 0 PERIODO s
23 Z = Elio simbolo: He l 0 0 PERIODO s Pricipio di Pauli: u orbitale può essere vuoto oppure abitato da uo o, al massimo, da due elettroi. Due elettroi che occupao lo stesso orbitale hao spi atiparallelo.
24 Z = Litio simbolo: Li l 0 0 PERIODO s, s
25 Z = Berillio simbolo: Be l 0 0 PERIODO s, s
26 Z = 5 Boro simbolo: B l 0 0 PERIODO s, s p x s s p
27 Z = 6 Carboio simbolo: C l 0 0 PERIODO Pricipio di Hud il riempimeto di u orbitale degeere si ha soltato se gli altri orbitali degeeri soo già occupati da u elettroe. s, s p x,p y s s p
28 Z = 7 Azoto simbolo: N l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z s s p
29 Z = 8 Ossigeo simbolo: O l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z s s p
30 Z = 9 Fluoro simbolo: F l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z s s p 5
31 Z = 0 Neo simbolo: Ne l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z
32 Z = Sodio simbolo: Na l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z, s
33 Z = Magesio simbolo: Mg l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z, s
34 Z = Allumiio simbolo: Al l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z, s,p x
35 Z = Silicio simbolo: Si l 0 0 PERIODO s,s p x,p y,p z,s,p x,p y
36 Z = 5 Fosforo simbolo: P l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z, s,p x,p y,p z
37 Z = 6 Zolfo simbolo: S l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z, s,p x,p y,p z
38 Z = 7 Cloro simbolo: Cl l 0 0 PERIODO s,s p x,p y,p z,s,p x,p y,p z
39 Z = 8 Argo simbolo: Ar l 0 0 PERIODO s,s p x,p y,p z,s,p x,p y,p z
40 Z = 9 Potassio simbolo: K l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z, s,p x,p y,p z,s
41 Z = 0 Calcio simbolo: Ca l 0 0 PERIODO s, s p x,p y,p z,s,p x,p y,p z,s
42 Z = Scadio simbolo: Sc l 0 0 PERIODO s,s p 6,s,p 6,d,s
43 Z = Titaio simbolo: Ti l 0 0 PERIODO s,s p 6,s,p 6,d,s
44 Z = Vaadio simbolo: V l 0 0 PERIODO s,s p 6,s,p 6,d,s
45 Z = Cromo simbolo: Cr l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d,s
46 Z = 5 Magaese simbolo: M l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 5,s
47 Z = 6 Ferro simbolo: Fe l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 6,s
48 Z = 7 Cobalto l 0 simbolo: Co 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 7,s
49 Z = 8 Nichel simbolo: Ni l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 8,s
50 Z = 9 Rame simbolo: Cu l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 9,s
51 Z = 0 Zico simbolo: Z l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s
52 Z = Gallio simbolo: Ga l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s,p
53 Z = Germaio l 0 simbolo: Ge 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s,p
54 Z = Arseico l 0 simbolo: As 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s,p
55 Z = Seleio l 0 simbolo: Se 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s,p
56 Z = 5 Bromo simbolo: Br l 0 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s,p 5
57 Z = 6 Kripto l 0 simbolo: Kr 0 PERIODO s, s p 6, s,p 6,d 0,s,p 6
58 Regola dell OTTETTO - Il livello più estero - qualuque esso sia, o può ospitare più di 8 elettroi i quali si distribuiscoo tra l orbitale s e i orbitali p (esclusi H e He, livello 0 : solo l orbitale s) - Gli elemeti dell VIII GRUPPO vegoo defiiti GAS NOBILI (avedo l ottetto completo o reagiscoo: He e o He, ) Tutti gli atomi tedoo a raggiugere la stabilità di u gas obile ossia a mostrare u livello estero completo
59 Tavola periodica degli elemeti (860) Elemeti orgaizzati i base al umero atomico e alle loro caratteristiche chimico-fisiche
60 IA IIA PERIODI icasellati i ordie di umero atomico Z crescete i file ORIZZONTALI adado a capo quado iizia il riempimeto di u uovo livello eergetico IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIIB VIIB IXB XB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA GRUPPI Gli elemeti di uo stesso gruppo hao la stessa CONF. ELETTR. ESTERNA ovvero lo stesso umero di e - el ivello eergetico estero o guscio di valeza (elettroi di valeza)
61 BLOCCO s orbitali s BLOCCO p orbitali p H Li Na K Be Mg Ca orbitali d BLOCCO d d d d d d 5 d 6 Sc Ti V Cr M Fe d 7 d 8 d 9 d 0 Co Ni Cu Z B Al Ga C Si Ge N P As O S Se F Cl Br He Ne Ar Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd I S Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At R Fr Ra Ac Ku s s ELEMENTI di TRANSIZIONE p p p p p 5 p 6 Latiidi Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Attiiti Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw orbitali f BLOCCO f f f f f f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 0 f f f f
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Il sistema periodico degli elementi Gli elementi mostrano una variazione progressiva delle proprietà chimiche; dopo un definito numero di elementi, le medesime proprietà si ripetono con deboli variazioni
PERIODI VIIB IXB VIB VIIIB
1 2 3 4 IA IIA PERIODI incasellati in ordine di numero atomico Z crescente in file ORIZZONTALI andando a capo quando inizia il riempimento di un nuovo livello energetico IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIIB VIIB
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Distribuzione degli elettroni negli orbitali atomici Aufbau
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 8s Distribuzione degli elettroni negli orbitali atomici Aufbau Principio di esclusione di Pauli (1925): Due elettroni in un atomo non possono essere
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1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f... 6s...
1 - Quanti sono gli orbitali contenenti elettroni in un atomo il cui numero atomico è Z = 16? A 9 B 8 C 7 D 6 energia 5s 4s 4p 3p 3d 3s 2s 2p 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f... 6s... successione
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Total P Total S Ammonio NH 4
2- - - LIMS Code Conductivity Calcio Magnesio Mg Sodio Na Potassio K Ione cloruro Cl- Solfati SO 4 Nitrati NO 3 Cation Total Anion Total Bromo Br Nitriti NO 2 µs cm -1 mg l -1 mg l -1 mg l -1 mg l -1 mg
CARICA EFFICACE Z eff = Z - S
RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA ENERGIA RELATIVA ORBITALI E 3s 2s 1s 3p 2p 3d 3s 2s 1s 3p 2p 3d 3s 2s 3p 2p 3d IDROGENO (Z = 1) LITIO (Z = 3) 1s POTASSIO (Z = 19) Per Z = 1 (atomo di idrogeno: monoelettronico)
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AF 1 RITIRATO 26,1 26 2A AL 1 18,2 RITIRATO 25,7 26 3A AL 1 30,2 30 2A AL 0 RITIRATO 23,7 24 5A
1 10538950 AB 1 18 22,1 22 2A 2 10425074 AB 0 3 10561116 AB 0 RITIRATO 4 10498984 AC 0 5 10574752 AF 1 RITIRATO 26,1 26 2A 6 10568818 AL 1 7 10503657 AL 1 18,2 RITIRATO 25,7 26 3A 8 10521184 AL 0 9 10539026
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