Re: Orbitali atomici

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Tue, 10 Dec 2002 21:13:58 +0100

Avrei alcuni commenti a quello che state discutendo.
In primo luogo, non sono affatto d'accordo con Scerri.
Non e' vero che gli orbitali sono un relitto delle vecchie orbite; anche
se e' vero che spesso vengono usati coi piedi, e che magari qualcuno non
riesce ad andare oltre una visione in termini di orbite, in realta' si
tratta di funzioni d'onda.
Lo dimostra il ruolo essenziale che hanno risonanze, ibridazioni e
simili: tutte idee che non si possono in nessun modo ricondurre al
modello meccanico ingenuo.

Tra parentesi: anche l'obiezione che lo spazio di Hilbert e' complesso
mentre in chimica si usano sempre orbitali reali non e' valida. Primo:
niente vieta, anche in uno spazio complesso, di usare una base di
funzioni reali. Secondo: si tratta di vedere se possa accadere che un
sistema atomico o molecolare possa avere stati stazionari
*intrinsecamente* complessi. Ma questo non e', e lo si puo' dimostrare
(si chiama teorema di ... Kramers? non ricordo).

Sono invece del tutto d'accordo con quanto dice Ogilvie, e in
particolare:
> "The qualitative (''hand waving'') explanation of molecular structure and
> reactions based on orbitals and such ilk are not science (i.e. are nonsense)
> and should consequently be completely discarded."
Piu' in generale, parlare di orbitali nella scuola secondaria e nei
primi anni di universita' e' assurdo e inutile. A mio parere non solo
gli studenti non possono capire niente, ma di solito non ha capito
niente neppure chi insegna e/o scrive i libri.

Poi sul termine orbitali e sul suo uso c'e' grande confusione,
principalmente derivante dal fatto che si confondono dei metodi
approssimati per trovare gli stati stazionari di un sistema complesso,
con la realta' fisica sottostante.
Dovrebbe essere sempre tenuto presente che perfino nel caso piu'
semplice, l'atomo di elio, non e' a rigore corretto (anzi e' una
grossolana aprrossimazione) dire che cisono due elettroni nell'orbitale
1s.
Infatti l'interazione tra i due elettroni e' dello stesso ordine di
quella di un elettrone col nucleo: quindi siamo in condizioni ben
diverse da quelle del sistema solare, dove l'interazione tra due pianeti
e' sempre molto piu' piccola di quella di ciascuno col Sole. Questo
mecc. quantistica a parte...

A proposito del fatto che in chimica non si va al di la' dell'eq. di
Schroedinger, ossia della m.q. non relativistica, non so se vie' noto
che questo non e' sempre vero.
Per es. ho letto (ma non vi saprei piu' citare la fonte...) che per
spiegare perche' l'oro e' giallo mentre l'argento e' bianco, occorre
tener conto di effetti relativistici, che per l'oro sono piu'
importanti.
Anzi, se qualcuno mi sapesse indicare dove trovare una discussione di
questo fatto...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Tue Dec 10 2002 - 21:13:58 CET