Concetti Chiave
- Gli orbitali di un atomo con lo stesso numero quantico principale n appartengono allo stesso strato energetico, identificati come K, L e M per n = 1, 2 e 3.
- Gli orbitali sono classificati in sottostrati in base al numero quantico secondario l, con le categorie s, p, d e f corrispondenti ai valori di l = 0, 1, 2 e 3.
- Nel primo livello energetico n = 1, è presente solo l'orbitale s (1s), mentre nel secondo livello n = 2 si trovano gli orbitali 2s e 2p, che possono ospitare fino a otto elettroni.
- Il terzo livello energetico n = 3 include orbitali s, p e d, con un massimo di 18 elettroni, mentre il quarto livello n = 4 introduce anche gli orbitali f, per un totale di 32 elettroni.
- Nonostante i sottolivelli abbiano energia crescente, un orbitale di un livello può avere energia inferiore rispetto a orbitari di livelli superiori, influenzando la configurazione elettronica.
Strati e livelli energetici
Gli orbitali di un atomo aventi lo stesso numero quantico principale n appartengono allo stesso strato o stesso livello energetico:
- lo strato n = 1 viene chiamato anche strato K;
- lo strato n = 2 viene chiamato anche strato L;
- lo strato n = 3 viene chiamato anche strato M.
Sottostrati e sottolivelli
Gli orbitali con lo stesso numero quantico secondario l appartengono allo stesso sottostrato o sottolivello:
- gli orbitali con l = 0 vengono chiamati orbitali s ;
- gli orbitali con l = 1 vengono chiamati orbitali p;
- gli orbitali con l = 2 vengono chiamati orbitali d ;
- gli orbitali con l = 3 vengono chiamati orbitali f .
Dettagli sui livelli energetici
Gli orbitali appartenenti allo stesso sottolivello sono definiti Nel primo livello di energia n = 1, l può assumere solo ed esclusivamente il valore 0. Questo significa che avremo un solo tipo di orbitale, ossia l'orbitale s (indicato come 1s), di forma sferica. Questo livello può ospitare solo due elettroni.
Nel secondo livello di energia n = 2, l può assumere i valori 0 e 1. Quindi, i possibili tipi di orbitali sono s e p. In particolare, troviamo l'orbitale 2s e, ad un livello energetico leggermente superiore, troviamo i tre orbitali 2p, contraddistinti dai valori che assume m (il numero quantico magnetico che indica l'orientazione di un orbitale): -1, 0, +1. In questo livello possono stare otto elettroni.
Nel terzo livello di energia n = 3, l può assumere i valori 0, 1 e 2. Avremo quindi gli orbitali s, p e d. Oltre all'orbitale 3s e ai tre orbitali 3p, ad energia leggermente più elevata avremo i cinque orbitali d le cui orientazioni sono date dai seguenti valori di m: -2, -1, 0, +1, +2. Questo livello energetico può ospitare 18 elettroni.
Nel quarto livello di energia n = 4, l assume i valori 0, 1, 2 e 3 e quindi avremo orbitali s, p, d ed f. In particolare avremo l'orbitale 4s, i tre orbitali 4p, i cinque orbitali 4d e i sette orbitali 4f, questi ultimi con valori di m pari a -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. Questo livello può ospitare 32 elettroni.
Energia degli orbitali
Nonostante nell'ambito dello stesso livello energetico i sottolivelli abbiano energia crescente, non sempre un orbitale di un dato livello ha una energia più bassa di tutti gli orbitali del livello superiore. 
- La composizione della materia
- La teoria atomica di Dalton
- Gli isotopi
- Il modello atomico di Thompson e di Rutherford
- Il modello atomico di Bohr
- Il principio di indeterminazione di Heisenberg
- Metodi di separazione
- Configurazione elettronica
- Tavola periodica degli elementi
- La mole
- La legge di Gay-Lussac
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- Legami chimici [5] - Legame ionico
- Legami chimici [6] - Legame metallico]
Domande da interrogazione
- Quali sono i nomi dei livelli energetici in base al numero quantico principale n?
- Come sono classificati gli orbitali in base al numero quantico secondario l?
- Qual è la capacità massima di elettroni per ciascun livello energetico fino a n = 4?
- Perché non sempre un orbitale di un livello energetico inferiore ha energia più bassa rispetto a quelli di un livello superiore?
I livelli energetici sono denominati come segue: n = 1 è lo strato K, n = 2 è lo strato L, e n = 3 è lo strato M.
Gli orbitali sono classificati in base al numero quantico secondario l come segue: l = 0 è l'orbitale s, l = 1 è l'orbitale p, l = 2 è l'orbitale d, e l = 3 è l'orbitale f.
La capacità massima di elettroni è: n = 1 può ospitare 2 elettroni, n = 2 può ospitare 8 elettroni, n = 3 può ospitare 18 elettroni, e n = 4 può ospitare 32 elettroni.
Nonostante i sottolivelli abbiano energia crescente all'interno dello stesso livello energetico, la disposizione degli orbitali può portare a situazioni in cui un orbitale di un livello inferiore ha energia più bassa rispetto a quelli di un livello superiore.
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