Orbital

Orbital, in chemistry and physics, a mathematical expression, called a wave function, that describes properties characteristic of no more than two electrons in the vicinity of an atomic nucleus or of a system of nuclei as in a molecule. An orbital often is depicted as a three-dimensional region within which there is a 95 percent probability of finding the electron (see illustration).

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Come notato in precedenza, gli elettroni associati ad un nucleo atomico sono localizzati, o concentrati, in varie regioni specifiche dello spazio chiamate…

Gli orbitali atomici sono comunemente designati da una combinazione di numeri e lettere che rappresentano proprietà specifiche degli elettroni associati agli orbitali – per esempio, 1s, 2p, 3d, 4f. I numeri, chiamati numeri quantici principali, indicano i livelli di energia e la distanza relativa dal nucleo. Un elettrone 1s occupa il livello energetico più vicino al nucleo. Un elettrone 2s, meno legato, passa la maggior parte del suo tempo più lontano dal nucleo. Le lettere s, p, d e f indicano la forma dell’orbitale. (La forma è una conseguenza della grandezza del momento angolare dell’elettrone, risultante dal suo moto angolare). Un orbitale s è sferico con il suo centro nel nucleo. Così un elettrone 1s è quasi interamente confinato in una regione sferica vicino al nucleo; un elettrone 2s è limitato a una sfera un po’ più grande. Un orbitale p ha la forma approssimativa di una coppia di lobi sui lati opposti del nucleo, o una forma un po’ a manubrio. Un elettrone in un orbitale p ha la stessa probabilità di trovarsi in entrambe le metà. Le forme degli altri orbitali sono più complicate. Le lettere s, p, d, f, originariamente erano usate per classificare descrittivamente gli spettri in serie chiamate nitide, principali, diffuse e fondamentali, prima che fosse nota la relazione tra gli spettri e la configurazione atomica degli elettroni.

Non esistono orbitali p nel primo livello energetico, ma c’è un insieme di tre in ognuno dei livelli superiori. Queste triplette sono orientate nello spazio come se fossero su tre assi perpendicolari tra loro e possono essere distinte da pedici, per esempio, 2px, 2py, 2pz. In tutti i livelli principali, tranne i primi due, c’è un insieme di cinque orbitali d e, in tutti i livelli principali, tranne i primi tre, un insieme di sette orbitali f, tutti con orientamenti complicati.

Solo due elettroni, a causa del loro spin, possono essere associati ad ogni orbitale. Si può pensare che un elettrone abbia uno spin in senso orario o antiorario intorno al suo asse, rendendo ogni elettrone un piccolo magnete. Gli elettroni negli orbitali completi sono accoppiati con spin opposti o polarità magnetiche opposte.