Riassunti di Chimica

Numeri quantici

Gli elettroni sono presenti su orbitali caratterizzati da numeri quantici n, l, m, m_s. Il numero quantico n (i cui valori sono 1, 2, 3...) stabilisce l'energia degli elettroni. Il numero quantico l (i cui valori vanno da 0, 1, ..., n-1) stabilisce la forma dell'orbitale. Il numero quantico m (i cui valori vanno da -l, 0, ..., +l) stabilisce l'orientamento dell'orbitale. Il numero quantico m_s indica lo spin, può assumere solo due valori: +1/2 ed è stato interpretato come il diverso senso di rotazione dell'elettrone rispetto al proprio asse.

Principio di esclusione di Pauli

Il principio di esclusione di Pauli dice che non possono esistere, nello stesso atomo, due elettroni che abbiano tutti e quattro i numeri quantici uguali. Questo significa che su ogni orbitale possiamo trovare al massimo due elettroni purché abbiano m_s diverso.

Regola di Hund

Gli elettroni occupano tutti gli orbitali di un determinato sottolivello prima di accoppiarsi. Questi elettroni spaiati hanno spin paralleli.

Carica nucleare effettiva

La carica nucleare effettiva (Z_eff) è la carica di cui realmente risente un elettrone in un atomo polielettronico. Si dice "effettiva" poiché, a causa dell'effetto di schermo degli elettroni interni, l'elettrone dell'ultimo strato risente solo parzialmente della forza di attrazione del nucleo.

Numeri quantici

Gli elettroni sono presenti su orbitali caratterizzati da numeri quantici n, l, m, m_s. Il numero quantico n (i cui valori sono 1, 2, 3, n) stabilisce l'energia degli elettroni. Il numero quantico l (i cui valori vanno da 0, 1, ...n-1) stabilisce la forma dell'orbitale. Il numero quantico m (i cui valori vanno da -l, 0, ... +l) stabilisce l'orientamento dell’orbitale. Il numero quantico m_s indica lo spin, può assumere solo due valori: +1/2 ed -1/2 ed è stato interpretato come il diverso senso di rotazione dell’elettrone rispetto al proprio asse.

Principio di esclusione di Pauli

Il principio di esclusione di Pauli dice che non possono esistere, nello stesso atomo, due elettroni che abbiano tutti e quattro i numeri quantici uguali. Questo significa che su ogni orbitale possiamo trovare al massimo due elettroni purché abbiano m_s diverso.

Regola di Hund

Gli elettroni occupano tutti gli orbitali di un determinato sottolivello prima di accoppiarsi. Questi elettroni spaiati hanno spin parallelo.

Carica nucleare effettiva

La carica nucleare effettiva (Z_eff) è la carica di cui realmente risente un elettrone in un atomo polielettronico. Si dice “effettiva” poiché a causa dell’effetto di schermo degli elettroni interni, l’elettrone di uno dell’ultimo strato risente solo parzialmente della forza di attrazione del nucleo.

Energia di ionizzazione

L'energia di ionizzazione è l'energia necessaria a ionizzare un atomo, cioè l'energia che bisogna fornire per strappare un elettrone da un atomo rendendolo uno ione positivo (catione). L'energia di ionizzazione può essere anche detta potenziale di ionizzazione (eV) cioè la differenza di potenziale (V) da fornire per separare la carica di un e⁻ da un atomo:

A + E_ioniz → A⁺ + e⁻

Il potenziale di I° ionizzazione si riferisce all'energia necessaria a strappare un elettrone ad un atomo che nel suo complesso è neutro, il potenziale di II° ionizzazione invece prevede la separazione di un secondo elettrone da uno ione già carico positivamente. Le energie di ionizzazione aumentano lungo il periodo mentre invece diminuiscono scendendo nei gruppi.

Affinità elettronica

Si definisce affinità elettronica di un atomo l'energia liberata quando ad un atomo neutro supposto isolato viene addizionato un elettrone producendo uno ione negativo (anodo).

A + e⁻ → A⁻ + E_{aff. elettronica}

Gli elementi che hanno maggiore affinità elettronica sono gli elementi del VII° gruppo, l'affinità elettronica è una proprietà periodica perché i valori della grandezza aumentano spostandosi da sinistra verso destra lungo il periodo rimarcando la tendenza che spostandosi verso destra gli elementi invece di perdere elettroni tendono ad acquistarli per raggiungere una configurazione elettronica stabile.

Raggio atomico

Il raggio atomico è uguale alla metà della distanza minima di avvicinamento tra due atomi della stessa specie. Il raggio atomico aumenta generalmente scendendo lungo un gruppo e diminuisce procedendo lungo un periodo da sinistra verso destra. L'aumento del raggio atomico lungo il gruppo è dovuto all'aumento del numero quantico "n" e quindi all'aumentare del numero di piani atomici. La diminuzione del raggio atomico lungo il periodo è dovuta all'aumento del numero atomico quindi cresce la carica nucleare effettiva e questo determina una maggiore attrazione degli elettroni verso il nucleo. → contrazione degli atomi.