Re: Energia orbitali elettronici

From: Claudio <c.falorni_at_tiscali.it>
Date: Wed, 23 Nov 2011 00:04:11 +0100

"Paolo Minelli" ha scritto
> Faccio un esempio tra i molti che si potrebbero fare.
> per il numero quantico principale n = 23 �
>
> energia orbitale 3d > energia orbitale 4s
>
> per n = 24 succede l'opposto E_3d < E_4s
>
> La configurazione elettronica del cromo � (Ar) 3d^5 4s^1. Perch�
> allora non � 3d^6 4s^0 ? Per l'elettrone 4s non serebbe a pi� bassa
> energia l'orbitale 3d ?

Devi tener presente una cosa fondamentale che nei libri di chimica non �
enfatizzata con la dovuta importanza:
gli orbitali di cui si parla nella configurazione elettronica di un elemento
e dei quali se ne hanno le mappe (bilobati quelli p, quadrilobati quelli d,
ecc....) sono quelli dell'atomo di idrogeno.
In termini precisi gli orbitali sono gli autostati dell'energia e di altri
osservabili quantistici (momento angolare orbitale totale e componente z del
momento angolare orbitale) dell'atomo di idrogeno (un nucleo positivo ed un
elettrone).
Nell'idrogeno, in particolare, gli orbitali con stesso n (sono n^2) hanno
tutti la stessa energia (purch� il sistema non venga perturbato con campi
elettrici e/o magnetici). Inoltre l'atomo di idrogeno � l'unico elemento per
il quale gli orbitali possono essere calcolati in modo analitico risolvendo
direttamente l'eq. di Schroedinger.
Quando passi a considerare gli altri atomi in chimica (al livello di scuola
superiore) si "fa finta" di usare sempre gli orbitali dell'idrogeno e si
fanno correzioni empiriche con considerazioni di massima: in un primo
momento si trascura l'interazione tra gli elettroni (forza repulsiva) e poi
si racconta che la degenerazione su n viene rimossa descrivendo un andamento
fenomenologico dell'energia che non si capisce bene (io almeno non lo capii
al mio tempo..!).
Una trattazione rigorosa col calcolo degli orbitali prevede la risoluzione
per via numerica dell'eq. di Schroedinger e ci� costituisce argomento di un
corso di chimica-fisica. Gli elettroni devono essere indistinguibili,
occorre utilizzare gli operatori di Fock, i determinanti di Slater e la cosa
si complica..
Un testo � il seguente:
?MODERN QUANTUM CHEMISTRY Introduction to Advanced Electronic Structure
Theory Attila Szabo and Neil S. Ostlund

Ciao
Claudio
>
> Esempi del genere potrebbero essere fatti per diversi degli elementi
> di transizione
>
> Sui libri si trovano le curve degli orbitali elettronici in funzione
> di n, ma tali curve come sono state ricavate ? Da calcoli ? Da
> esperimenti ?
>
> Ciao a tutti
Received on Wed Nov 23 2011 - 00:04:11 CET