Concetti Chiave
- La superficie di contorno rappresenta l'area attorno al nucleo dove esiste una probabilità di trovare un elettrone, visualizzabile tramite la punteggiatura dello spazio.
- La forma delle superfici di contorno è influenzata dal numero quantico secondario l, mentre il volume è determinato anche dal numero quantico principale n.
- Gli orbitali s hanno superfici di contorno sferiche, il cui volume aumenta con il numero quantico principale, con orbitali 1s più piccoli rispetto ai 2s.
- Gli orbitali p presentano una superficie di contorno con un doppio lobo, con il nucleo al centro, espandendosi lungo gli assi cartesiani x, y e z.
- Gli orbitali d, che ne hanno cinque, mostrano superfici di contorno più complesse, caratterizzate da quattro lobi, aumentando così la complessità delle strutture atomiche.
Superficie di contorno e probabilità
Quando parliamo di superficie di contorno si intende la superficie che racchiude uno spazio intorno al nucleo in cui si ha una certa probabilità di rinvenire l'elettrone, essa non corrisponde alla forma dell'orbitale nella forma dell'atomo.
Un altro modo per visualizzare l'andamento della probabilità consiste nel punteggiare lo spazio attorno al nucleo in modo proporzionale alla probabilità di presenza dell'elettrone in quello spazio: a punteggiatura più fitta corrisponde una probabilità più alta di presenza dell'elettrone.
Qual è la forma e il volume delle superfici di contorno?
La forma delle superfici di contorno è determinata dal valore del numero quantico secondario l, mentre il volume dipende anche dal numero quantico principale n.
La superficie di contorno degli s sferica: al centro della della sfera c'è il nucleo, il volume della sfera aumenta al crescere del numero quantico principale n; all'orbitale 1 s corrisponde una sfera con diametro più piccolo del 2s e con energia inferiore al 2s.
Ai tre orbitali P, di uguale energia che vengono chiamati px,py,pz corrisponde una superficie di contorno con un doppio lobo; il nucleo si trova nel punto di congiunzione dei due lobi. Le tre superfici di contorno sono del tutto equivalenti si distinguono soltanto perché si espandono rispettivamente gli assi x,y,z di un sistema si tre assi cartesiani ortogonali la cui origine è nel punti di congiunzione dei due lobi.
Orbitali d e complessità delle superfici
Agli orbitali d, che sono in tutto cinque, corrispondo superfici di contorno ai quattro lobi; ancora più complessi risulta la struttura delle superfici dei sette orbitali y.
Domande da interrogazione
- Che cos'è la superficie di contorno e come si relaziona alla probabilità di trovare un elettrone?
- Come influiscono i numeri quantici sulla forma e sul volume delle superfici di contorno?
- Qual è la struttura delle superfici di contorno degli orbitali p e d?
La superficie di contorno è quella che racchiude uno spazio attorno al nucleo dove c'è una certa probabilità di rinvenire l'elettrone. Non corrisponde alla forma dell'orbitale, ma può essere visualizzata punteggiando lo spazio in base alla probabilità di presenza dell'elettrone, con una punteggiatura più fitta che indica una maggiore probabilità (testo).
La forma delle superfici di contorno è determinata dal numero quantico secondario l, mentre il volume dipende anche dal numero quantico principale n. Ad esempio, l'orbitale 1s ha una sfera di diametro più piccolo rispetto al 2s, con energia inferiore (testo).
Gli orbitali p presentano superfici di contorno con un doppio lobo, mentre gli orbitali d, che sono cinque, corrispondono a superfici di contorno più complesse con quattro lobi. La complessità aumenta ulteriormente con gli orbitali y (testo).
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