Distribuzione dei colpi su un bersaglio da tiro a segno.

Distribuzione dei colpi su un bersaglio da tiro a segno. Rappresentazione della nuvola di carica dell’orbitale 1s. Rappresentazione della nuvola di carica dell’orbitale 2s.

Rappresentazione dei 3 orbitali 2p secondo le loro superfici limite.

Rappresentazione dei 3 orbitali 2p secondo le loro superfici limite. Rappresentazione dei 5 orbitali 3d secondo le loro superfici limite.

Rappresentazione dei 7 orbitali 4f secondo le loro superfici limite.

Schema dei livelli energetici dell’atomo di idrogeno.

Successione dei livelli energetici negli atomi polielettronici.

Regola per ottenere la successione dei livelli energetici.

Nel 1928 P. Dirac, modificando l’equazione d’onda per l’elettrone, introdusse un quarto numero quantico, detto magnetico di spin (ms), che può assumere soltanto due valori: +1/2 e –1/2. Riassumendo avremo:

Principio di esclusione di Pauli In un atomo non possono coesistere elettroni aventi tutti e quattro i numeri quantici uguali. Ciò implica che due elettroni che occupano lo stesso orbitale, e che, quindi hanno gli stessi valori di n, l ed m, debbono avere diversi valori di ms. Dal momento che solo due valori di ms sono possibili (+1/2 e –1/2) altro modo di enunciare tale principio è: Ogni orbitale è occupato al più da due elettroni, ed essi debbono avere spin opposto.

Principio di esclusione di Pauli In un atomo non possono coesistere elettroni aventi tutti e quattro i numeri quantici uguali. Ciò implica che due elettroni che occupano lo stesso orbitale, e che, quindi hanno gli stessi valori di n, l ed m, debbono avere diversi valori di ms. Dal momento che solo due valori di ms sono possibili (+1/2 e –1/2) altro modo di enunciare tale principio è: Ogni orbitale è occupato al più da due elettroni, ed essi debbono avere spin opposto. Principio di massima molteplicità di Hund La configurazione di minima energia è quella che presenta il maggior numero di spin paralleli. Ciò implica che due o più elettroni che occupano orbitali aventi stessa energia (degeneri), lo faranno in modo da occupare, a spin parallelo, il maggior numero di tali orbitali possibili. Gli eventuali elettroni eccedenti si disporranno a spin antiparallelo secondo il principio di esclusione.

Costruzione ideale degli atomi (Aufbau)

Tavola Periodica degli elementi

Struttura a blocchi della tavola periodica

Configurazione elettronica degli elementi nello stato fondamentale

Dipendenza del volume atomico degli elementi da Z

Raggi atomici di alcuni elementi (in pm=10–12 m)

Dipendenza dell’energia di 1^ ionizzazione da Z

Legame ionico EI = +494 kJmol–1 AE = –349 kJmol–1 DE1 = +145 kJmol–1

Legame ionico EI = +494 kJmol–1 AE = –349 kJmol–1 DE1 = +145 kJmol–1

Legame ionico EI = +494 kJmol–1 AE = –349 kJmol–1 DE1 = +145 kJmol–1 Il processo di formazione di una coppia ionica sarebbe sfavorito energeticamente se non si tenesse conto del contributo dell’energia potenziale derivante dall’attrazione elettrostatica tra ioni di segno opposto, espressa dalla relazione:

Legame ionico Ep = – 9,67 10–19 J DE2 = – 9,67 10–19 J  6,02 1023 = – 582 kJ mol–1

Legame ionico Ep = – 9,67 10–19 J DE2 = – 9,67 10–19 J  6,02 1023 = – 582 kJ mol–1 La variazione di energia complessiva per la formazione di una mole di coppie ioniche (Na+ e Cl –) allo stato gassoso, è: DE = DE1 + DE2 = +145 kJ mol–1– 582 kJ mol–1 = – 437 kJ mol–1

Legame ionico Ep = – 9,67 10–19 J DE2 = – 9,67 10–19 J  6,02 1023 = – 582 kJ mol–1 La variazione di energia complessiva per la formazione di una mole di coppie ioniche (Na+ e Cl –) allo stato gassoso, è: DE = DE1 + DE2 = +145 kJ mol–1– 582 kJ mol–1 = – 437 kJ mol–1 Per la formazione di cristalli di cloruro di sodio, dobbiamo considerare la seguente reazione:

Legame ionico Ep = – 9,67 10–19 J DE2 = – 9,67 10–19 J  6,02 1023 = – 582 kJ mol–1 La variazione di energia complessiva per la formazione di una mole di coppie ioniche (Na+ e Cl –) allo stato gassoso, è: DE = DE1 + DE2 = +145 kJ mol–1– 582 kJ mol–1 = – 437 kJ mol–1 Per la formazione di cristalli di cloruro di sodio, dobbiamo considerare la seguente reazione: Ciclo di Born-Haber DE1 = +109 kJmol–1 DE2 = +122 kJmol–1 DE3 = +494 kJmol–1 DE4 = –349 kJmol–1

Legame ionico Ep = – 9,67 10–19 J DE2 = – 9,67 10–19 J  6,02 1023 = – 582 kJ mol–1 La variazione di energia complessiva per la formazione di una mole di coppie ioniche (Na+ e Cl –) allo stato gassoso, è: DE = DE1 + DE2 = +145 kJ mol–1– 582 kJ mol–1 = – 437 kJ mol–1 Per la formazione di cristalli di cloruro di sodio, dobbiamo considerare la seguente reazione: Ciclo di Born-Haber DE1 = +109 kJmol–1 DE2 = +122 kJmol–1 DE3 = +494 kJmol–1 DE4 = –349 kJmol–1