Il Gomitolo

Ciao Bilbo,
un piccolo accenno sul modello atomico di Bohr.

Sicuramente avrai studiato a scuola la teoria di Bohr. Secondo questo scienziato gli elettroni che ruotano intorno al nucleo degli atomi, si trovano su orbite ben definite da un certo valore di energia. Ecco perché viene anche chiamata teoria degli orbitali atomici. Perciò, secondo Bohr, noi possiamo trovare gli elettroni solo in certe porzioni di spazio che sono definiti come orbitali (che rappresentano appunto la probabilità di trovare un elettrone in una porzione di spazio) e che hanno un certo valore di energia.

Questa teoria verrà dopo superate da scoperte più moderne che adesso non sto qui a discuterti perché presumo la tua professoressa non esige da te una simile spiegazione.

Rimanendo quindi alla teoria di Bohr, che ti raccomando solo di sapere che è una teoria che verrà superata, ogni orbitale atomico viene diciamo descritto dai numeri quantici, che sono dei valori che ci danno informazioni diverse.

I numeri quantici infatti ci dicono che forma, che contenuto di energia, la dimensione e l'orientazione che un orbitale possiede. Adesso li vediamo nel dettaglio.

Il primo numero quantico è il numero quantico principale; si indica con la lettera "n" minuscola ed indica il valore di energia che quell'orbitale possiede e di conseguenza anche la grandezza di questo orbitale. I valori che può assumere sono solo valori interi (1,2...). Intuisci già da solo che la differenza tra un orbitale con n =1 e uno con n=2 è che il secondo possiede un contenuto di energia più alto; di conseguenza avrà dimensioni maggiori rispetto al primo e gli elettroni saranno più distanti dal nucleo.

Il numero quantico secondario invece si indica con la lettera "l" (elle) e ci da informazione sulla forma dell'orbitale. Questo numero quantico assume valori compresi tra 0 ed n-1. Questo ha varie conseguenze e cioè:
- se n=1, l può essere solo =0 e in questo l'orbitale (1s) sarà sferico
- se n=2, l può essere =1 e in questo avremo orbitale 2s sempre di forma sferica, ma ovviamente più grande di quello precedente perché n = 2 e avremo anche un l=0; quindi riassumento nel secondo livello di energia (e ce lo dice n che siamo nel secondo livello di energia) avremo un orbitale s sferico e un orbitale a doppio lobo p
- se n=3 invece vuol dire che siamo nel terzo livello di energia e avremo un orbitale con l=0 che è sempre un orbitale s sferico ovviamente più grande ancora di quello visto nel secondo livello s; poi avremo orbitale p a doppio lobo e infine un orbitale a quattro lobi che indichiamo con la lettera d
- se n=4 avremo sempre l'orbitale sferico, sempre l'orbitale p, sempre l'orbitale d e infine anche l'orbitale a otto lobi f

Il terzo numero quantico invece è il numero quantico cosiddetto magnetico, si indica con la lettera "m" ed indica l'orientazione nello spazio dei vari orbitali. Questo numero quantico dipende dal numero quantico secondario l e infatti assume valori compresi tra -l e +l.
Vediamo subito nel dettaglio:
- se l = o il valore del numero quantico magnetico sarà soltanto 0; e infatti l'orbitale è un orbitale sferico e non ha orientazioni nello spazio se non una soltanto
-se l = 1 allora il numero quantico magnetico sarà -1,0,+1. In questo caso ci dice che l'orbitale p a doppio lobo può avere tre orientazioni nello spazio che tu puoi immaginare tracciando i tre assi cartesiani x, y e z.
Dopo, con gli orbitali d ed f, le cose si complicano ma a te serve solo sapere quello che ti ho detto prima.

Esiste infine un quarto numero quantico che è il numero di spin. Il numero quantico di spin ci indica l'orientazione della rotazione dell'elettrone intorno al proprio asse. Assume valori -1/2 e +1/2. Intuisci molto bene che in un orbitale possono esistere solo due elettroni aventi spin diverso. (Principio di esclusione di Pauli).

Spero che ti sia più chiaro, ma se c'è ancora qualcosa che non capisci riscrivimi.
Io ho cercato di spiegarti in maniera semplice e chiara i concetti essenziali.

Ciao!
-