STRUTTURA ATOMICA E CONFIGURAZIONE ELETTRONICA

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Poiché gli elettroni sono fermioni, essi sono soggetti al principio di esclusione di Pauli, il quale stabilisce che due fermioni non possono occupare lo stesso stato quantico contemporaneamente. Questo principio è fondamentale nel determinare la configurazione degli elettroni negli atomi: una volta che uno stato viene occupato da un elettrone, l’elettrone successivo deve occupare uno stato differente. In un atomo, gli stati stazionari (indipendenti dal tempo) di funzione d’onda elettronica (ovvero gli stati che sono stati particolari dell’equazione di Schrödinger HΨ = EΨ dove H è l’hamiltoniana) vengono detti orbitali, per analogia con la visione classica dell’elettrone come particella che orbita attorno al nucleo. Per un atomo multielettronico, con x elettroni, l’espressione corretta della funzione d’onda deve considerare le coordinate spaziali di tutti gli x elettroni contemporaneamente. Ciò, in termini matematici, viene espresso dalla funzione d’onda Ψ = Ψ(n1, n2, n3,…nx). Tuttavia, per gli scopi della chimica, viene sfruttata una notevole semplificazione utilizzando la cosiddetta “approssimazione orbitalica”: cioè ogni elettrone viene considerato singolarmente come appartenente ad un atomo idrogenoide e la carica nucleare Ze, carica che viene utilizzata per calcolare il termine relativo all’energia potenziale da inserire nell’equazione di Schrödinger, viene corretta utilizzando la carica nucleare efficace Zeff. Quindi la forma semplificata della funzione d’onda, utilizzata per descrivere un atomo polielettronico, diviene una funzione del tipo Ψ = Ψ(n1)Ψ(n2)Ψ(n3)…Ψ(nx).

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