Video appunto: Teoria ondulatoria della struttura dell’atomo
Come la luce può essere considerata un’onda elettromagnetica oppure una particella, così ad ogni elettrone può essere associata un’onda circolare. Questo mette in dubbio la teoria delle orbite, entra quindi in gioco il concetto di probabilità. Secondo la teoria quantistica, l’elettrone si muove nelle orbite come sui binari di un treno, è quindi possibile conoscerne la velocità e la posizione.
La teoria ondulatoria invece prevede che non si possano conoscere simultaneamente la velocità e la posizione dell’elettrone, così come esplicitato da Heisemberg con il principio di indeterminazione. Quindi, l’elettrone, essendo anche un’onda, può e non può passare per un punto fisso. È quindi solo possibile calcolare la probabilità di trovare l’elettrone in un determinato punto. Non si può allora più parlare di orbita, ma di orbitale.

Allontanandosi dal nucleo aumenta il volume totale e la probabilità di trovare l’elettrone aumenta, per poi diminuire. Quindi la probabilità radiale, ossia la probabilità di trovare l’elettrone a una certa distanza, prima aumenta e poi diminuisce e la massima probabilità è in corrispondenza del valore stabilito da Bohr.
L’orbitale in altri termini è una nube elettronica tridimensionale in cui vi è una certa probabilità di trovare l’elettrone. All’orbitale si attribuiscono anche i numeri quantici: se l=0 si parla di orbitale sferico unico s, se l=1 vi sono 3 orbitali p che differiscono per il numero quantico m, ognuno di questi orbitali è infatti orientato lungo un asse differente. Gli orbitali p presentano poi un piano nodale, che divide i lobi e attraversa il nucleo, e quindi non raggiunge mai il nucleo, a differenza degli orbitali s. Se l=2 l’orbitale vi sono 5 orbitali d, per l=3 vi sono 7 orbitali f.
Inoltre è possibile che gli orbitali si compenetrino perché l’atomo è quasi vuoto e quindi non c’è probabilità si scontrino gli elettroni contenuti negli orbitali.