Orbitali atomici

Introduzione: Questi disegni di orbitali permettono di visualizzare come gli elettroni “ruotano” intorno al nucleo nell’atomo.

Cose da fare: Una galleria di immagini prodotte con un programma (che potete anche scaricare). Cliccando su Grand Table potete avere gli orbitali per ogni possibile combinazione dei numeri quantici.

In fondo , dall’ultima riga, sono anche accessibi 4 animazioni MPEG che permettono di avere una migliore idea della configurazione spaziale di alcuni orbitali.

Cosa succede: Un elettrone in orbita intorno ad un’atomo viene descritto dalla meccanica quantistica con una funzione che ci permette di stabilire la probabilita’ di trovare l’elettrone in una certa regione di spazio. Il programma che crea queste immagini rappresenta le zone dello spazio dove puo’ trovarsi l’eletrone.
Gli orbitali sono l’equivalente delle traiettorie della meccanica classica e descrivono l’elettrone in orbita in un’atomo intorno al nucleo. Per capire la struttura dell’atomo e la sua stabilita’ (secondo la meccanica classica l’elettrone dovrebbe cadere nel nucleo) sono necessari 3 principi stabiliti dalla meccanica quantistica:

  1. Le particelle si comportano anche come onde e un elettrone confinato intorno al nucleo produce delle configurazioni ondulatorie (gli orbitali appunto)
  2. Piu’ si cerca di restringere il volume nel quale e’ presente la particella piu’ questa tende a sfuggire e si agita generando una pressione che e’ bilanciata solo dalla forza elettrica di attrazione dell’elettrone col nucleo. D’altra parte questa pressione spiega perche’ l’elettrone non cade nel nucleo che e’ troppo piccolo e la pressione generata sarebbe stata enorme. (Tutto questo deriva dal principio di indeterminazione di Heisemberg).
  3. Le particelle con spin come l’elettrone possono occupare lo stesso spazio solo se hanno spin contrario; altrimenti si dividono lo spazio in maniera esclusiva.E’ per questo che abbiamo tanti diversi tipi di orbitali e solo 2 elettroni nello stesso atomo possono disporsi nello stesso orbitale. Ed e’ inoltre per questo che si formano atomi stabili e gli elettroni non si dispongono tutti insieme intorno al nucleo. (Questo deriva dal principio di esclusione di Pauli.)

Come risultato di questi 3 principi gli elettroni di un atomo si dispongono 2 a 2 in orbitali tutti diversi tra di loro. Ogni orbitale e’ caratterizzato da una serie di “numeri quantici” corrispondenti alla sigla che vedete nelle intestazioni delle tabelle di immagini. Inoltre un elettrone puo’ anche ruotare intorno a piu’ di un atomo formando una molecola. Abbiamo allora degli orbitali molecolari.

Commenti:

Altri applet di fisica atomica

Il materiale ha come indirizzo http://www.orbitals.com/orb/index.html .

Il suo autore e’ David Manthey.

Titolo in inglese: Atomic Orbitals .

Risorsa trovata con questa ricerca.

Ricerca di pagine che hanno link a questo materiale .

Tweet

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *