Dalla struttura atomica alle soluzioni

Dalla struttura atomica alle soluzioni

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1 LA DOPPIA NATURA DELLA LUCEQuasi tutto quello che sappiamo sulla struttura elettronica degli atomi viene dallrsquoanalisi della luce emessa o assorbita dalle sostanze Prima di esplorare il mondo infinitamente piccolo degli elettroni e degli atomi dobbiamo quindi analizzare il comportamento del-la luce e descriverne le caratteristiche principali

Pochi sanno che cosa sia la luce gli stessi scienziati hanno impiegato alcuni secoli prima di elaborare una teoria capace di spiegare tutti i fenomeni luminosi che possia-mo osservare

Le ipotesi sulla natura della luce che si sono susseguite nel tempo e che si escludeva-no a vicenda hanno fatto riferimento a due modelli diversi quello ondulatorio e quello corpuscolare

Egrave soltanto allrsquoinizio del secolo scorso che egrave stata fatta chiarezza il lavoro di due gran-di scienziati come Max Planck e Albert Einstein ci consente oggi di affermare che la luce presenta tanto lrsquoaspetto ondulatorio che lrsquoaspetto corpuscolare

Vi sono fenomeni luminosi che possono essere spiegati indifferentemente con uno dei due modelli come per esempio la propagazione rettilinea della luce Ve ne sono al-tri invece che possono essere meglio spiegati con uno solo dei due La diffrazione e lOtildeinterferenza che derivano dallrsquointerazione di due raggi di luce si interpretano facil-mente utilizzando il modello ondulatorio I fenomeni che nascono dallrsquointerazione del-la luce con la materia invece si interpretano agevolmente se si sceglie il modello cor-puscolare In questo capitolo vedremo piugrave in dettaglio le proprietagrave e le grandezze carat-teristiche di ciascuno dei due modelli

CAPITOLO

11 La struttura dellOtildeatomo

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CAPITOLO11La struttura dellrsquoatomo

La natura ondulatoria della luce

Il suono della voce o di uno strumento musicale si propaga nellrsquoaria (o in un qualsi-asi altro mezzo materiale) grazie alle onde acustiche esse non sono altro che picco-le oscillazioni delle particelle costituenti lrsquoaria che si susseguono nello spazio e giungono al nostro orecchio

Qual egrave invece la natura delle onde con cui si propaga la luce La risposta defini-tiva a questa domanda fu data dal fisico-matematico Clerk Maxwell nella seconda metagrave del 1800 la luce egrave un particolare tipo di onda elettromagnetica che nasce da una rapidissima oscillazione di cariche elettriche Dalla fisica infatti egrave noto che una corrente elettrica oscillante mette sempre in moto unrsquoonda magnetica Molte altre radiazioni oggi di frequente utilizzo hanno la stessa origine i raggi X le onde radio le microonde i raggi ultravioletti o infrarossi appartengono alla grande fa-miglia delle onde elettromagnetiche a cui si dagrave il nome di spettro elettromagnetico (figura 111)

La luce egrave un particolare tipo di onda elettromagnetica lrsquoinsieme delle onde elettro-magnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico

Le caratteristiche che distinguono tali onde lrsquouna dallrsquoaltra sono la frequenza ν (ni) e la lunghezza drsquoonda λ (lambda) Ciograve che le ac-comuna egrave la velocitagrave c con cui viaggiano nel vuoto pari a circa 300 000 km al secondo cioegrave approssimando il valore a tre cifre si-gnificative 300 108 ms

La frequenza si misura in hertz 1 Hz = 1 sminus1 Le frequenze delle radiazioni dello spettro elettromagnetico hanno ordine di gran-dezza compreso tra 105 e 1030 Hz La luce visibile egrave una porzione molto piccola dello spettro elettromagnetico poicheacute comprende radiazioni con frequenza dellrsquoordine di 1014 Hz A ogni colore del-la luce corrisponde una ben determinata frequenza lrsquoinsieme di tutte le radiazioni visibili appare ai nostri occhi come luce bianca La lunghezza drsquoonda egrave la distanza dopo la quale unrsquoonda si ripro-duce uguale a se stessa (figura 112) La lunghezza drsquoonda si espri-me in metri nanometri o aringngstroumlm (Aring) a seconda del tipo di onda elettromagnetica Unrsquoonda radio la cui frequenza egrave di 108 Hz ha una lunghezza drsquoonda di 3 m una radiazione X con frequenza 1018 Hz ha lunghezza drsquoonda pari a 3 10minus10 m cioegrave 1 Aring

ApprofondimentoLa luce delle stelle

400 nm 700 nm

Indaco

Blu

Verde

Giallo

Arancione

Rosso

Frequenza crescente

Lunghezza drsquoonda crescente

Raggi X Raggi γ

1024

Raggiinfrarossi

Onde radio

Onde TV

Ultravioletto

Microon

de

Visibile

Violetto

1022 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104 102 ν(Hz) 100

figura 111 La luce visibile egrave una radiazione elettromagnetica come i raggi X e le onde radio Lo spettro visibile egrave un insieme continuo di colori dal rosso (λ = 700 nm) al violetto (λ = 400 nm)

OSSERVAampRISPONDI

Qual egrave lrsquoordine di grandezza delle frequenze dei raggi X E delle microonde

light

λ2

λ1

t = 1 sec

ν = 5 Hz

ν = 2 Hz

figura 112 Caratteristiche di unrsquoonda meccanica Al diminuire della lunghezza drsquoonda aumenta la frequenza le due caratteristiche sono inversamente proporzionali

Il mondo dellatomoPARTE

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DLa relazione che lega le tre grandezze caratteristiche della radiazione elettromagne-tica egrave

c = λ ν

velocitˆ della luce

Poicheacute la velocitagrave c egrave costante λ e ν sono grandezze inversamente proporzionali a grandi frequenze corrispondono piccole lunghezze drsquoonda e viceversa a piccole frequenze corrispondono grandi lunghezze drsquoonda

La prova piugrave evidente della natura ondulatoria della luce egrave legata al fenomeno della diffrazione Esso si verifica per esempio quando un fascio di luce giunge su una fenditura un foro o un ostacolo molto piccoli aventi dimensioni confrontabili con la lunghezza dellrsquoonda luminosa Il fascio non si propaga piugrave in linea retta ma dopo lrsquoostacolo o la fenditura esso si allarga formando zone chiare e scure alternate det-te frange di interferenza

Le frange chiare sono dovute allrsquointerferenza positiva prodotta da piugrave onde in fase tra loro esse si rinforzano a vicenda e aumenta quindi la luminositagrave Le zone scure sono dovute allrsquointerferenza negativa prodotta da onde in opposizione di fase le loro ampiezze si annullano e scompare di conseguenza la luminositagrave Dalla figu-ra 113 si nota che le frange chiare possono trovarsi anche nella zona drsquoombra dietro lrsquoostacolo dove particelle che viaggiano in linea retta non potrebbero mai giungere

Calcola la frequenza ν di una radiazione con lunghezza drsquoonda λ = 540 nm

SOLUZIONE

Innanzitutto occorre convertire la lunghezza drsquoonda in metri

λ = 540 nm sdot 10minus9 = 540 sdot 10minus7 m

La frequenza della radiazione si calcola sostituendo i dati nella relazione inversa

ν = cλ

= 300 sdot 108 ms540 sdot 10minus7 m

= 556 sdot 1014 Hz

POTEVI PREVEDERLO

La lunghezza drsquoonda indica una radiazione che appartiene allo spettro della luce visibile quindi la frequenza relativa dovragrave avere un ordine di grandezza di circa 1014 Hz

La clorofilla ha un picco di assorbimento a 700 nm la fase luminosa della fotosintesi si avvia quando la clorofilla assorbe una radiazione con tale lunghezza drsquoonda Calcola la frequenza associata a questa radiazione

prova tu

segui lOtildeesempio

Quali sono le dimensioni di una fenditura idonea a evidenziare il fenomeno della diffrazione di un fascio di luce rossa

RIFLETTIampRISPONDI

figura 113 Le frange di interferenza si generano se un fascio di luce attraversa fenditure molto piccole dopo la fenditura esso non si propaga piugrave in linea retta ma si allarga a ventaglio e invade la zona drsquoombra

fasi concordanti fasi discordanti

interferenza positiva interferenza negativa

= =

λ

Le frange piugrave chia-re si formano nelle zone in cui le onde si sommano

La frangia piugrave scura si trova dietro lrsquoostacolo

La struttura dellrsquoatomo

179

CAPITOLO11 La natura corpuscolare della luce

Non appena la luce interagisce con la materia emerge la sua seconda natura quella corpuscolare Proiettando per esempio un fascio di luce ultravioletta prodotta da una lampada a vapori di mercurio su una lastrina di zinco possiamo provocare lrsquoe-spulsione di elettroni dalla superficie del metallo

Questo fenomeno egrave detto effetto fotoelettrico ed egrave stato scoperto dal fisico te-desco Philipp Lenard nel 1902 Nel suo esperimento egli misurograve sia il numero di elettroni emessi in un secondo sia la velocitagrave con cui uscivano dal metallo Notograve poi che se utilizzava una radiazione piugrave intensa aumentava il numero di elettroni emessi ma non la loro velocitagrave Per incrementarla occorreva utilizzare una radia-zione di frequenza maggiore cioegrave capace di oscillare piugrave velocemente (figura 114)

Al di sotto di una frequenza minima poi lrsquoeffetto fotoelettrico non si manifestava nemmeno anche se la radiazione era particolarmente intensa

Un tale comportamento non trova spiegazione in termini ondulatori Si spiega invece pensando ciascun raggio di luce come un insieme di laquopacchettiraquo di energia tanto piugrave numerosi quanto piugrave intenso egrave il raggio e tanto piugrave grandi quanto piugrave alta egrave la frequenza del raggio

Affincheacute gli elettroni possano uscire dal metallo devono acquisire lrsquoenergia ne-cessaria a vincere la forza attrattiva che li lega al metallo stesso Se i pacchetti di energia che arrivano uno dopo lrsquoaltro sul metallo seppur numerosi sono troppo deboli non si ha emissione di elettroni

Se lrsquoelettrone invece riceve un pacchetto di energia abbastanza grande ne uti-lizza una parte per allontanarsi dal metallo e la parte restante per acquisire velocitagrave Tanto piugrave egrave grande il pacchetto di energia cioegrave maggiore egrave la frequenza del raggio tanto piugrave grande egrave la velocitagrave con cui lrsquoelettrone esce dal metallo

A questi pacchetti di energia elettromagnetica si dagrave il nome di fotoni o di quan-ti di energia luminosa La luce e tutte le radiazioni elettromagnetiche sono com-poste di fotoni capaci di cedere la loro energia agli elettroni con cui interagiscono La relazione che riassume questo comportamento egrave nota come relazione di Planck-Einstein

dove E egrave lrsquoenergia del fotone ν la frequenza della radiazione elettromagnetica e h la costante di Planck il cui valore egrave 663 10minus34 J s Il suo valore egrave molto piccolo ma egrave

figura 114 Dispositivo di rivelazione dellrsquoeffetto fotoelettrico

piastra

+

fotoelettroni

ndash +ndash

batteria

amperometro

emettitore

Aluceincidente

La luce incidente sul metallo provoca lrsquoespulsione di elettroni

Gli elettroni ven-gono attratti dal polo positivo

La corrente elettrica che si genera egrave rivelata dallrsquoamperome-tro

A paritagrave di frequenza il numero degli elettroni espulsi dal me-tallo dipende dallrsquointensitagrave del-la luce

RIFLETTIampRISPONDI

E = h ν

Poicheacute h egrave costante E e ν

sono grandezze direttamente proporzionali


180

Dproprio la sua presenza a indicarci la natura discontinua dellrsquoenergia Allrsquoaumenta-re della frequenza aumenta lrsquoenergia trasportata dalla radiazione elettromagnetica un fotone di luce rossa con frequenza di 45 1014 Hz ha infatti unrsquoenergia di circa 3 10minus19 J mentre un fotone di luce violetta con frequenza 75 1014 Hz ha unrsquoener-gia di circa 5 10minus19 J Ricordando che ν = cλ si puograve anche scrivere

Queste due formule evidenziano i due aspetti della natura della luce Nella propa-gazione e nellrsquoaggiramento di piccoli ostacoli la luce evidenzia il suo comporta-mento ondulatorio caratterizzato da una certa frequenza e una certa lunghezza drsquoonda Nellrsquointerazione con la materia (e i suoi elettroni) emerge il suo aspetto corpuscolare un raggio di luce si comporta come un insieme di fotoni a ciascuno dei quali corrisponde una precisa energia (figura 115)

Egrave necessario ricordare che i fotoni sono privi di massa come normalmente la in-tendiamo e devono essere considerati laquopacchetti di energiaraquo e non laquoparticelle di materiaraquo Il termine corpuscolare non deve quindi trarre in inganno esso indica soltanto che la luce ha natura discontinua

E = h c

λ

E e λ sono grandezze inversamente proporzionali allrsquoaumentare della lunghezza drsquoonda diminuisce lrsquoenergia del fotone

figura 115 La luce solare viene scomposta dal prisma in uno spettro continuo di colori

Sole

ndash ndash ndash

E = 5 middot 10minus19 J


Solo i fotoni blu hanno energia sufficiente per espellere elettroni da alcuni metalli

Calcola lrsquoenergia associata a una radiazione di frequenza pari a 720 1014 Hz Successivamente calcola la sua lunghezza drsquoonda e indica se si tratta di luce visibile

SOLUZIONE

Per calcolare lrsquoenergia associata alla frequenza data egrave sufficiente applicare la formula

E = h ν = (663 10minus34 J s ) (720 1014 Hz) = 477 10minus19 J

La lunghezza drsquoonda corrispondente si calcola sostituendo

λ = cν = 300 10

8 ms720 1014 Hz

= 417 10minus7 m

Tale lunghezza drsquoonda equivale a 417 nm cioegrave a una radiazione visibile

Una radiazione ha energia pari a 150 middot10minus17 J Calcola la sua frequenza la lunghezza drsquoonda e indica se cade nel campo del visibile

prova tu



181

CAPITOLO112 LA laquoLUCEraquo DEGLI ATOMI

Riscaldando a lungo un filo metallico esso diventa incandescente ed emette luce bianca Se facciamo passare un fascio di questa luce attraverso un prisma di vetro esso viene suddiviso in tanti fasci di colore diverso che si susseguono senza alcuna discontinuitagrave A questa serie continua di colori si dagrave il nome di spettro continuo (figura 116) Tutti i solidi e i liquidi portati allrsquoincandescenza hanno un analogo comportamento poicheacute emettono luce che presenta uno spettro continuo Se invece analizziamo la luce emessa dai gas rarefatti sottoposti a scarica elet-trica come per esempio quella color porpora di una lampada contenente idrogeno a bassa pressione o quella gialla di una lampada a vapori di sodio otteniamo uno spettro discontinuo cioegrave un insieme di righe colorate piugrave o meno distanti le une dalle altre che brillano sul fondo nero Tale spettro viene chiamato spettro a righe ed egrave diverso per ogni elemento chimico analizzato (figura 117) alle righe dello spettro si dagrave il nome di righe di emissione

Lrsquoemissione di luce da parte dei gas rarefatti avviene a seguito dellrsquoenergia che la scarica elettrica trasferisce agli atomi costituenti i gas Gli atomi cosigrave eccitati resti-tuiscono quasi interamente questo surplus di energia sotto forma di luce avente spettro discontinuo Se si fa passare luce bianca attraverso unrsquoampolla riempita di gas e si analizza il fascio che emerge dallrsquoampolla stessa si scopre che la luce corrispondente a deter-minate frequenze risulta attenuata nello spettro infatti si individuano righe meno brillanti a cui si dagrave il nome di righe di assorbimento Gli atomi del gas assorbono radiazioni di una frequenza ben determinata al va-riare del tipo di gas varia anche la frequenza delle radiazioni assorbite Confrontan-do per un dato gas le righe di assorbimento e quelle di emissione si nota che esse sono esattamente coincidenti Le righe di assorbimento o di emissione di uno spettro atomico consentono quindi di riconoscere un elemento chimico cosigrave come le linee delle impronte digi-tali consentono di riconoscere una persona Pensando alla luce come a un insieme di fotoni dobbiamo concludere che gli atomi possono assorbire o emettere soltanto certi fotoni associati a precise fre-quenze fotoni con frequenze non caratteristiche di quel tipo di atomo non sono assorbiti e passano indisturbati Percheacute soltanto certe radiazioni possono interagire con gli atomi Quale relazione esiste tra radiazione luminosa e struttura atomica Fu Bohr che nel 1913 provograve a dare risposta a queste domande

figura 116 Lrsquoarcobaleno egrave un esempio di spettro continuo

scarica inatmosferadi H2

prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm

figura 117 Spettro a righe dellrsquoidrogeno

OSSERVAampRISPONDI

Determina la frequenza e lrsquoener-gia di ciascuna radiazione emes-sa dallrsquoidrogeno nella regione del visibile

ApprofondimentoCome riconoscere un elemento chimico

Le sostanze che colorano la fiamma

Video

prova tu Un atomo di sodio che allo stato gassoso emette una radiazione con lunghezza drsquoonda pari a 589 nm puograve as-sorbire una radiazione con una frequenza di 509 middot 1014 Hz


182

D

3 LrsquoATOMO DI BOHR

Bohr si rese conto che la particolaritagrave degli spettri di emissione e di assorbimento di luce da parte degli atomi doveva avere a che fare con gli elettroni che ruotano intor-no al nucleo Piugrave precisamente egli articolograve la sua spiegazione a partire da un as-sunto fondamentale che nella sua essenza resta valido ancora oggi

Un fotone che viene assorbito da un atomo cede tutta la sua energia a uno degli elettroni che passa cosigrave a uno stato energetico piugrave elevato

Bohr riprese il modello planetario proposto da Rutherford e lo perfezionograve Appli-cando al modello di Rutherford le leggi dellrsquoelettromagnetismo un elettrone che ruota intorno al nucleo dovrebbe perdere energia fino a cadere su di esso in un de-cimilionesimo di secondo Inoltre mentre lrsquoelettrone si avvicina al nucleo seguen-do una traiettoria a spirale dovrebbe emettere onde elettromagnetiche le cui fre-quenze presentano uno spettro continuo

Il modello proposto da Bohr per lrsquoatomo di idrogeno egrave in grado di superare que-ste difficoltagrave Vediamone allora i punti salienti

1 Lrsquoelettrone percorre soltanto determinate orbite circolari chiamate orbite stazionarie Quando un elettrone ruota su unrsquoorbita stazionaria non assorbe e non emette energia Lrsquoatomo egrave pertanto stabile e lrsquoelettrone (negativo) non cadragrave mai sul nucleo (positivo)

2 Allrsquoelettrone sono permesse solo certe orbite a cui corrispondono determi-nati valori di energia Questrsquoultima egrave tanto piugrave grande quanto piugrave ampia egrave lrsquoor-bita poicheacute lrsquoenergia potenziale dellrsquoelettrone aumenta allrsquoaumentare della sua distanza dal nucleo Lrsquoelettrone di un atomo non puograve assumere tutti i valori di energia ma solo quelli corrispondenti alle orbite permesse per questo si dice che la sua energia egrave quantizzata

3 Per passare da unrsquoorbita a unrsquoaltra di livello energetico piugrave elevato lrsquoelettro-ne assorbe energia Lrsquoenergia puograve essere fornita per esempio dal calore da una scarica elettrica o dallrsquoassorbimento di fotoni di opportuna frequenza

4 Per passare da unrsquoorbita a unrsquoaltra di livello energetico piugrave basso lrsquoelettrone emette un fotone di opportuna frequenza Se la frequenza appartiene alla parte visibile dello spettro elettromagnetico ci appare come riga colorata nello spettro a righe

5 Lrsquoenergia del fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di energia tra le due orbite (figura 118)

In altre parole Bohr ritenne che le leggi della fisica classica cosigrave come erano non potessero valere a livello atomico Raccolse quindi lrsquoidea a quellrsquoepoca ormai accettata dei quanti di energia e la applicograve al suo modello atomico le orbite degli elettroni in un atomo sono quantizzate Ne consegue che il raggio r dellrsquoorbita percorsa dallrsquoelettrone la sua veloci-tagrave v e la sua energia totale E non possono assumere valori qualunque ma soltanto un insieme di valori ben definiti Il livello di energia piugrave basso indi-cato con E1 corrisponde al numero quantico n = 1 tale livello viene chiamato

stato fondamentale Non crsquoegrave nessuna orbita a energia piugrave bassa di E1 cosigrave come non crsquoegrave nessuna orbita intermedia tra E1 ed E2 e fra gli altri livelli permessi E3 E4

E5 hellip I livelli di energia superiore E2 E3 hellip sono chiamati stati eccitati percheacute lrsquoe-lettrone li puograve raggiungere soltanto se riceve una sufficiente quantitagrave di energia

photon absorption

FISSA I CONCETTI

Percheacute secondo il modello di Rutherford lrsquoelettrone in ca-duta sul nucleo emetterebbe laquoluceraquo di tutte le frequenze

Lezione interattivaLrsquoatomo

+ndashndashndashndash

ndash ndash ndash ndashndash

n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1

Lrsquoatomo assorbe energia

Lrsquoatomo emette energia

figura 118 Il modello di Bohr per lrsquoatomo di idrogeno


183

CAPITOLO11Veniamo ora allrsquointerpretazione dello spettro di emissione a righe fornita da Bohr

Se lrsquoelettrone riceve energia dallrsquoesterno per esempio da una fiamma o da una scarica elettrica passa a unrsquoorbita di numero quantico superiore a cui compete energia E piugrave grande Lrsquoatomo si ritrova cosigrave in uno stato eccitato che egrave instabile

Dopo un intervallo di tempo molto breve (10minus8 s) lrsquoelettrone attratto dal nu-cleo ritorna nello stato fondamentale direttamente (per esempio da E5 a E1) o scendendo gradino per gradino cioegrave passando per i livelli inferiori di energia (da E5

a E4 da E4 a E3 hellip) A ogni laquosalto di orbitaraquo corrisponde lrsquoemissione di energia sot-to forma di un fotone e si ha cosigrave una transizione energetica (figura 119)

Frequenza ed energia del fotone emesso si ricavano dalla seguente equazione di Bohr

ΔE = h ∙ ν = 663 ∙ 10minus34 (J ∙ s) ∙ ν (sminus1) = energia di 1 fotone

Nello spettro di emissione si registrano quindi tante righe quante sono le transizio-ni dellrsquoelettrone da uno stato eccitato a uno di piugrave bassa energia oppure da uno stato eccitato a quello fondamentale (figura 1110)

Lrsquoinsieme delle righe che compaiono nella porzione visibile dello spettro dellrsquoatomo di idrogeno egrave detto serie di Balmer

Scheda storica Niels Bohr

stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash

Ogni salto egrave rivelato dalla presenza di una riga nello spettro di emissione

A B

figura 119 A Gli elettroni che scendono da un livello piugrave alto emettono energia B Lrsquoelettrone passando da un livello di energia piugrave alto (E2) a uno piugrave basso (E1) emette un fotone

n = 5458 middot 10minus19 J69 middot 1014 Hz

409 middot 10minus19 J617 middot 1014 Hz


434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1

Salto energetico maggiore =

= emissione di un fotone di mag-

giore energia

La radiazione rossa ha una fre-quenza inferiore rispetto a quella blu

figura 1110 Porzione visibile dello spettro semplificato dellrsquoatomo di idrogeno

OSSERVAampRISPONDI

In quale zona dello spettro elet-tromagnetico cadono le righe re-lative alla transizione energetica di un elettrone da uno stato ec-citato con n = 6 allo stato con n = 2 E se lrsquoelettrone saltasse dal quinto al terzo livello

Balmer series


184

DLa serie di Balmer egrave relativa alle transizioni energetiche dellrsquoelettrone da uno stato eccitato allo stato con n = 2 (figura 1111) Una serie di righe del tutto analoga si registra nellrsquoultravioletto quando lo stato finale della transizione egrave quello fonda-mentale cioegrave con n = 1 (serie di Lyman)

Un atomo puograve anche assorbire fotoni a patto che abbiano energia uguale alla diffe-renza di energia tra due orbite permesse Egrave per questo motivo che le righe di assor-bimento e di emissione hanno la stessa frequenza

Il modello di Bohr egrave in grado quindi di spiegare lo spettro dellrsquoatomo di idroge-no giustifica molto bene anche gli spettri degli ioni He+ e Li2+ che contengono soltanto un elettrone Non egrave perograve altrettanto esauriente quando lo si applica ad atomi con molti elettroni e non dagrave ragione degli spettri atomici ottenuti in presenza di un campo magnetico

Negli anni immediatamente successivi alla formulazione del modello di Bohr molti ricercatori tentarono di sviluppare lrsquoidea del quanto di energia e molti altri condussero esperimenti decisivi

Bastarono cosigrave dieci anni per capire che le contraddizioni del modello di Bohr discendevano dallrsquoinadeguatezza delle leggi della meccanica classica Non era suffi-ciente modificare le relazioni valide per i corpi macroscopici introducendo la quan-tizzazione dellrsquoenergia Era necessario formulare ipotesi nuove analizzando atten-tamente le proprietagrave degli atomi e di particelle piccolissime come elettrone proto-ni e riferirsi soltanto a questi

lunghezza drsquoonda (nm)

radiazioniinfrarosse

radiazioniultraviolette

regionevisibile

serie di Lymanserie di Balmer

95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3

figura 1111 Lo spettro com-pleto dellrsquoatomo di idrogeno

Quante sono le possibili righe nello spettro dellrsquoatomo di idrogeno eccitato se lrsquoelettrone ritorna dal livello 4 al livello 1

SOLUZIONE

Lrsquoelettrone puograve passare da E4 a E3 da E3 a E2 da E2 a E1 da E4 a E2 da E4 a E1 da E3 a E1 I salti possi-bili sono 6 pertanto nello spettro compariranno 6 righe Le righe colorate della zona del visibile sono una piccola parte dello spettro dellrsquoidrogeno

Quante sono le possibili righe emesse dallrsquoatomo di idrogeno se lrsquoelettrone eccitato ritorna dal livello 3 al livello 1

prova tu



185

CAPITOLO11

4 LA DOPPIA NATURA DELLrsquoELETTRONE

Il primo a imboccare una via di rinnovamento fu il fisico francese Louis de Broglie (figura 1112) Agli inizi del Novecento la scoperta dellrsquoeffetto fotoelettrico rese evidente la natura corpuscolare della luce Ciograve costringeva a pen-sare la luce in modo contraddittorio cioegrave sia come onda sia come insieme di fotoni

De Broglie ipotizzograve che questo comporta-mento ambivalente non fosse unrsquoanomalia del-la luce ma fosse invece una proprietagrave caratteri-stica di qualsiasi particella cioegrave una proprietagrave universale della materia Associograve quindi a ogni particella in movimento unrsquoonda che chiamograve onda di materia

Sappiamo che a ciascun fotone corrisponde unrsquoonda la cui lunghezza egrave espressa dalla relazione E = h ∙ cλ Dalla relazione di Einstein sappiamo pure che E = m ∙ c2 La sintesi delle due relazioni egrave

λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c

quantitagrave di moto del fotone

in cui il prodotto m ∙ c corrisponde alla quantitagrave di moto del fotone Questo risulta-to ci consente di concludere che a ciascun fotone si puograve associare una quantitagrave di moto come a una normale particella di materia il valore della quantitagrave di moto di-pende dalla lunghezza dellrsquoonda elettromagnetica con cui si propaga

La relazione λ = hm ∙ c collega quindi le proprietagrave laquocorpuscolariraquo dei fotoni alle proprietagrave ondulatorie Il fatto di averla ricavata a partire dalla relazione di Einstein che sancisce lrsquoequivalenza tra massa ed energia ci consente di spiegare lrsquoapparente contraddizione relativa ai fotoni essendo privi di massa essi non potrebbero in-fatti presentare alcuna quantitagrave di moto Un fotone perograve in quanto pacchetto di energia deve essere considerato una manifestazione della massa e puograve quindi tra-smettere la sua energia a unrsquoaltra particella come se tra loro si verificasse un urto

Se ora facciamo lrsquoipotesi che anche a ciascun elettrone corrisponda unrsquoonda ben definita la sua lunghezza drsquoonda saragrave

λ = h

m ∙ v

Quantitagrave di moto e lunghezza drsquoonda sono due grandezze inversamente proporzionali

dove m e v indicano rispettivamente la massa e la velocitagrave dellrsquoelettrone mentre il prodotto m ∙ v la sua quantitagrave di moto In generale

Le onde associate allrsquoelettrone e a qualsiasi corpo in movimento sono chiamate onde di de Broglie oppure onde di materia

Lrsquoipotesi di de Broglie che risale al 1924 fu verificata sperimentalmente qualche anno dopo quando Davisson e Germer misero in evidenza la natura ondulatoria degli elettroni Inviando contro un bersaglio metallico un fascio di elettroni dotati di una certa velocitagrave ottennero una figura di diffrazione che corrispondeva esatta-mente a quella prevista associando agli elettroni la lunghezza drsquoonda ricavata dalla relazione di de Broglie

figura 1112 Louis de Broglie (Dieppe Francia 1892 ndash Neuilly-sur-Seine Francia 1987)

De Broglie waves


186

DQuesto risultato del tutto incomprensibile per la fisica classica costringeva ad ac-cettare il fatto che gli elettroni in certe circostanze si comportano come onde Mentre la diffrazione della luce cioegrave dei fotoni egrave riconducibile alle onde elettroma-gnetiche la diffrazione degli elettroni puograve essere spiegata facendo ricorso alle onde di de Broglie (figura 1113)

Egrave molto difficile pensare gli elettroni che sappiamo essere particelle dotate di una certa massa anche come onde onda e corpuscolo sono infatti due modi di considerare lrsquoelettrone complementari lrsquouno allrsquoaltro

5 LrsquoELETTRONE E LA MECCANICA QUANTISTICA

Consideriamo la figura di diffrazione prodotta dagli elettroni che abbiamo visto nella figura 1113 e immaginiamo che essa sia il risultato di lanci successivi sul ber-saglio di un elettrone alla volta anzicheacute di tutti gli elettroni insieme Con un solo elettrone non possiamo spiegare il formarsi delle frange con tan-ti elettroni invece possiamo supporre che le zone chiare si formino dove arriva-no molti elettroni e che quelle scure siano la conseguenza dellrsquoarrivo di pochi elettroni

Lrsquoinsieme degli elettroni puograve essere pensato allora come una moltitudine di in-dividui ciascuno dei quali ha un comportamento imprevedibile Ogni volta che si deve descrivere il comportamento di un gran numero di soggetti egrave piugrave utile far ri-corso al metodo statistico con tale metodo non seguiamo la sorte di ciascun sog-getto ma ci limitiamo alla conoscenza dei valori medi della grandezza esaminata

Quando per esempio conosciamo la percentuale di studenti diplomati che in un certo anno si sono iscritti allrsquouniversitagrave non sappiamo quali di essi continue-ranno effettivamente gli studi ma sappiamo soltanto quanti di essi in media stu-dieranno ancora Se tale percentuale egrave per esempio del 70 incontrando un di-plomato qualsiasi abbiamo la probabilitagrave del 70 che esso sia effettivamente iscritto allrsquouniversitagrave In conclusione non possiamo prevedere lrsquoesatto comporta-mento di ciascun individuo ma possiamo soltanto conoscere la probabilitagrave che un individuo si comporti in un certo modo

Se interpretiamo la diffrazione degli elettroni o dei fotoni come un fenomeno dovuto a un grandissimo numero di componenti (di cui non possiamo avere neppure volendolo alcuna informazione individuale) le uniche leggi in grado di descrivere tale fenomeno sono leggi di carattere statistico

La parte della chimica-fisica che descrive il comportamento di elettroni fotoni e altre particelle microscopiche basandosi su leggi statistiche egrave detta meccanica quantistica

La meccanica quantistica non egrave in grado di descrivere le vicende nel tempo di un singolo oggetto consente soltanto di determinare la probabilitagrave che in un certo istante si verifichi un particolare evento riguardante quellrsquooggetto Quando un fa-scio di elettroni o di fotoni viene diffratto per ciascun componente del fascio non egrave quindi prevedibile neacute il cammino che seguiragrave neacute la posizione che andragrave a occupare dopo un certo intervallo di tempo

Einstein non accettograve mai il fatto che non si puograve conoscere con esattezza la posi-zione di un elettrone laquoDio non gioca a dadiraquo ripeteva spesso motivando con que-sta pittoresca frase il suo rifiuto di una conoscenza solo probabilistica

figura 1113 Lrsquoimmagine in alto egrave prodotta dalla diffrazione di raggi X (con λ = 3 ∙ 10minus9 m) che incidono su una lastra di alluminio quella in basso egrave prodotta da elettroni la cui onda di de Broglie ha la stessa λ

quantum mechanics


187

CAPITOLO11 Il principio di indeterminazione di Heisenberg

Se facciamo un gran numero di misure ciograve che possiamo conoscere attraverso la meccanica quantistica egrave la probabilitagrave che una particella si trovi in un determinato punto oppure che abbia una certa velocitagrave Non potremo mai conoscere contem-poraneamente la posizione e la velocitagrave di una particella come lrsquoelettrone Egrave questo il significato del principio enunciato nel 1927 dal fisico tedesco Werner Hei-senberg noto con il nome di principio di indeterminazione

La precisione con cui si puograve misurare la posizione di una particella in un dato istante egrave inversamente proporzionale alla precisione con cui si puograve misurare contempora-neamente la sua quantitagrave di moto

La formulazione matematica di tale principio corrisponde a

Δx ∙ m ∙ Δv ge h

4π ovvero Δx ∙ Δv ge

h

4πm

Il valore molto piccolo di h spiega percheacute lrsquoindeterminazione diventa trascurabile allrsquoaumentare della massa del sistema osservato

La meccanica quantistica non ci consente quindi di conoscere simultaneamente tutte le proprietagrave di un sistema che ci interessano

Nel caso dellrsquoelettrone per esempio potremmo pensare di individuare la sua posizione captando la laquoluceraquo da esso diffusa Sappiamo perograve che la laquoluceraquo adatta a rivelare un oggetto non puograve avere una lunghezza drsquoonda maggiore dellrsquooggetto stesso percheacute in tal caso essa non verrebbe diffusa e non arriverebbe al nostro oc-chio La laquoluceraquo adatta al nostro caso deve allora avere una lunghezza drsquoonda molto piccola e di conseguenza una frequenza molto grande Il fotone capace di farci laquovedereraquo lrsquoelettrone ha quindi grande energia e quando colpisce lrsquoelettrone causa un aumento significativo della sua velocitagrave Abbiamo cosigrave perso ogni possibilitagrave di conoscere la velocitagrave e la quantitagrave di moto dellrsquoelettrone (figura 1114)

Pertanto non ha senso parlare di orbita di un elettrone cioegrave di un percorso ben definito che lrsquoelettrone segue durante i suoi spostamenti Lrsquoesistenza di unrsquoorbita infatti comporta la possibilitagrave di determinare con sicurezza la posizione occupata dallrsquoelettrone dopo un certo intervallo di tempo se si conosce la velocitagrave con cui esso si sposta Dobbiamo quindi rinunciare alla conoscenza dettagliata del com-portamento dellrsquoelettrone e accontentarci di una descrizione degli eventi che lo ri-guardano in termini di probabilitagrave Ma in che modo possiamo calcolarla

Heisenbergrsquos uncertainty principle

vettore velocitagrave


posizione incerta

velocitagrave precisa


velocitagrave incerta

posizione precisa


figura 1114 Secondo il principio di indeterminazione se egrave nota con precisione la posizione di una particella microscopica la sua velocitagrave resta indeterminata se egrave nota con precisione la velocitagrave resta indeterminata la posizione


188

D

6 LrsquoEQUAZIONE DrsquoONDA

Sappiamo che a ogni particella in movimento corrisponde unrsquoonda Quando un elettrone si muove nel campo di un nucleo atomico il suo moto non egrave libero percheacute lrsquoattrazione del nucleo lo vincola entro il ristretto volume dellrsquoatomo Lrsquoonda a esso associata deve essere allora unrsquoonda stazionaria Unrsquoonda egrave detta stazionaria quando la posizione dei suoi nodi e dei suoi ventri rimane inalterata durante tutta la vibrazione

Un esempio di onda stazionaria egrave quella che si produce pizzicando una corda di chitarra percheacute si formi egrave necessario che la lunghezza della corda (L) sia un multiplo della semilunghezza dellrsquoonda (λ2) che si propaga In caso contrario lrsquoonda non avrebbe ampiezza nulla agli estremi e non potrebbe esistere proprio percheacute la corda dello strumento ai due estremi egrave invece fissa La lunghezza drsquoonda non puograve quindi assumere qualsiasi valore ma deve variare in modo discontinuo (figura 1115)

Il caso di un elettrone in moto entro un atomo egrave certamente piugrave complesso lrsquoonda che esso genera non oscilla in una sola dimensione come quella della corda ma in tutte e tre le dimensioni Anche in questo caso tuttavia deve instaurarsi un insie-me di onde stazionarie le cui lunghezze drsquoonda possono assumere soltanto alcuni valori La lunghezza dellrsquoonda associata allrsquoelettrone egrave pertanto quantizzata e ciograve determina la quantizzazione dellrsquoenergia dellrsquoelettrone

Abbiamo detto allrsquoinizio del capitolo che unrsquoonda elettromagnetica egrave il risultato di una variazione periodica dellrsquointensitagrave dei campi elettrico e magnetico che la ori-ginano essa puograve essere descritta in termini matematici da una apposita funzione Anche le onde che si propagano con lrsquoelettrone in moto nellrsquoatomo o con qualsiasi altra particella in movimento possono essere descritte da una funzione matemati-ca essa fu proposta nel 1926 dal fisico austriaco Erwin Schroumldinger (figura 1116) ed egrave nota con il nome di equazione drsquoonda

Lrsquoequazione drsquoonda egrave unrsquoequazione che presenta come soluzioni anzicheacute dei numeri delle funzioni chiamate funzioni dOtildeonda Una funzione drsquoonda indicata in genere con la lettera ψ (psi) egrave una funzione delle tre coordinate spaziali x y e z e del tempo t il suo simbolo egrave quindi ψ (x y z t) Il suo valore variabile da punto a punto consente di determinare la probabilitagrave di presenza della particella in ogni punto dello spazio in un certo intervallo di tempo

A proposito delle onde associate allrsquoelettrone abbiamo detto che devono essere considerate unrsquoastrazione formale adatta a descrivere il comportamento ondulato-rio dellrsquoelettrone Quali informazioni possiamo allora ricavare dalla risoluzione dellrsquoequazione drsquoonda

figura 1115 Le vibrazioni possibili di una corda di chitarra sono laquoquantizzateraquo percheacute la loro semilunghezza drsquoonda (λ2) deve essere contenuta un numero intero di volte nella lunghezza L della corda Le vibrazioni che non rispettano questa condizione sono impossibili

OSSERVAampRISPONDI

Egrave possibile ottenere una vibra-zione con λ = 015 m con una corda di chitarra lunga 45 cm

n = 1

L = 1 (ndashndashndash)λ

2L = 2 (ndashndashndash)λ


2

L = n (ndashndashndash)λ

2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi

vibrazioni possibili vibrazioni impossibili

n = 24

figura 1116 Erwin Schroumldinger (Vienna 12 agosto1887 ndash 4 gennaio 1961)


189

CAPITOLO11Il fisico tedesco Max Born trovograve una risposta al quesito e propose per primo lrsquointer-pretazione fisica corretta delle onde di de Broglie essa si basa ancora una volta sullrsquoanalogia con le onde luminose Cosigrave come la funzione matematica che descrive unrsquoonda elettromagnetica consente di determinare la probabilitagrave di presenza dei suoi fotoni nei vari punti dello spazio in cui si propaga la funzione matematica che descrive le onde associate allrsquoelettrone consente di determinare la probabilitagrave di presenza dellrsquoelettrone in ogni punto dello spazio da esso attraversato

In particolare sappiamo che la probabilitagrave di presenza dei fotoni in un dato punto egrave proporzionale al quadrato dellrsquoampiezza in quel punto dellrsquoonda elettro-magnetica che li trasporta

Per analogia la probabilitagrave di presenza dellrsquoelettrone in un certo punto deve es-sere proporzionale al quadrato dellrsquoampiezza in quel punto dellrsquoonda a esso asso-ciata Piugrave precisamente

Il quadrato della funzione drsquoonda ψ2 fornisce la probabilitagrave che un elettrone si trovi durante lrsquointervallo di tempo Δt in un volume ΔV il cui centro ha coordinate x y z

Dove ψ2 egrave grande egrave grande la probabilitagrave di trovare lrsquoelettrone viceversa dove ψ2 egrave piccolo lrsquoelettrone si trova raramente Vicino al nucleo il valore di ψ2 egrave molto eleva-to e la probabilitagrave che lrsquoelettrone sia presente in questa regione di spazio egrave alta al-lontanandosi dal nucleo la probabilitagrave invece diminuisce

Lrsquoatomo non puograve pertanto assomigliare a un sistema planetario percheacute gli elet-troni non occupano posizioni fisse e determinate essi possono trovarsi in unrsquoam-pia zona intorno al nucleo ma con una probabilitagrave che varia in ragione della loro distanza dal nucleo

Le onde di de Broglie associate agli elettroni in movimento non sono onde elet-tromagnetiche ma possono essere chiamate laquoonde di probabilitagraveraquo poicheacute la fun-zione matematica che le descrive ci consente di determinare la probabilitagrave di trova-re lrsquoelettrone in ogni punto dello spazio che esso attraversa

7 NUMERI QUANTICI E ORBITALI

La funzione drsquoonda ψ definisce i diversi stati in cui puograve trovarsi lrsquoelettrone nellrsquoato-mo Nella sua espressione matematica essa contiene tre numeri interi chiamati numeri quantici che possono assumere valori diversi ma non qualsiasi e che sono indicati con le lettere n l e m

Un numero quantico egrave un numero che specifica il valore di una proprietagrave dellrsquoelet-trone e contribuisce a definire lo stato quantico dellrsquoelettrone stesso

A ciascuna terna di valori di n l e m corrisponde un particolare stato quantico dellrsquoelettrone Alla funzione drsquoonda elettronica che contiene una particolare terna di numeri quantici si dagrave invece il nome di orbitale

Lrsquoorbitale egrave quindi unrsquoespressione matematica che consente di determinare lrsquoe-nergia dellrsquoelettrone e di calcolare la probabilitagrave di trovare lrsquoelettrone in un qualun-que punto dellrsquoatomo

Lrsquoorbitale egrave una funzione drsquoonda elettronica caratterizzata da una particolare terna di valori dei numeri quantici n l e m a ciascuna terna corrisponde un particolare stato quantico dellrsquoelettrone

[(wave function)2]

quantum number

orbital


190

DEsiste poi un quarto numero quantico che descrive una proprietagrave tipica dellrsquoelettro-ne il numero quantico di spin ms Per individuare un elettrone che si muove nel campo del nucleo servono in tutto quattro numeri quantici Vediamoli ora un porsquo piugrave in dettaglio

Il numero quantico principale

Il numero quantico principale n definisce lrsquoenergia dellrsquoelettrone e puograve assumere soltanto valori interi positivi cioegrave 1 2 3 hellip A ogni valore di n corrisponde un par-ticolare valore dellrsquoenergia dellrsquoelettrone allrsquoaumentare del valore di n aumenta la distanza dellrsquoelettrone dal nucleo e si ha un conseguente aumento dellrsquoenergia Lo stato a piugrave bassa energia si ha quando n = 1

Tutti gli orbitali che sono caratterizzati dallo stesso valore di n appartengono allo stesso livello energetico Il numero di orbitali di un certo livello energetico cor-risponde a n2 nel secondo livello energetico per esempio n egrave uguale a 2 e il nume-ro di orbitali possibili egrave 22 cioegrave 4

Il numero quantico secondario

Il numero quantico secondario l puograve assumere tutti i valori compresi tra zero e n minus 1 (0 1 2 3 hellip n minus 1) Quando n = 2 per esempio l puograve valere esclusivamen-te 0 oppure 1 se invece n egrave 3 l puograve valere 0 1 o 2 Il numero quantico l determi-na le caratteristiche geometriche della funzione di distribuzione della probabilitagrave Approfondiremo piugrave avanti questo aspetto

Mentre nellrsquoatomo di idrogeno lo stato energetico dellrsquoelettrone dipende esclu-sivamente dal numero quantico principale negli atomi polielettronici a causa delle forze repulsive che agiscono tra gli elettroni lrsquoenergia dipende anche dal numero quantico secondario

Il valore di l definisce pertanto il sottolivello energetico a cui appartiene quel certo orbitale Comunemente i sottolivelli sono indicati con lettere piuttosto che con numeri secondo la seguente corrispondenza

valori di l 0 1 2 3 lettera corrispondente s p d f

Se l ha valore 1 per esempio il sottolivello energetico egrave contraddistinto dalla lettera p Questo simbolismo viene completato anteponendo alla lettera del sottolivello il numero quantico principale in modo da specificare a quale livello energetico ap-partiene il sottolivello in questione Il simbolo 2p che egrave lrsquoequivalente della coppia di numeri quantici n = 2 l = 1 indica pertanto che il sottolivello p appartiene al se-condo livello energetico

Il numero quantico magnetico

Il terzo numero quantico egrave il numero quantico magnetico m il suo nome deriva dal fatto che esso determina le proprietagrave dellrsquoatomo quando egrave sottoposto a un campo magnetico esterno

Il numero quantico m puograve assumere tutti i valori compresi tra ndashl e +l incluso lo 0 e definisce il numero di orbitali di ciascun sottolivello energetico (figura 1117) Nel secondo livello energetico che ha n = 2 consideriamo il sottolivello avente l = 1 m puograve assumere tre valori diversi cioegrave minus1 0 e +1 Sono possibili pertanto tre diverse terne di numeri quantici che definiscono tre distinti orbitali cioegrave

n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1

Determina il numero di orbitali possibili nel terzo livello ener-getico

RIFLETTIampRISPONDI

Indica lrsquoequivalente della cop-pia di numeri quantici per il simbolo 3d

RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11

Anche in questo caso si preferisce indicare i tre orbitali con lettere poicheacute essi sono nel secondo livello energetico e sono di tipo p (avendo l = 1) per distinguerli si rap-presentano con 2px 2py e 2pz In assenza di campi magnetici esterni questi orbitali (e tutti quelli che si diversificano soltanto per il valore di m) possiedono la medesi-ma energia Se invece lrsquoatomo egrave assoggettato a un campo magnetico esterno a di-versi valori di m corrispondono valori di energia leggermente diversi

La tabella 111 elenca gli orbitali e il numero massimo di elettroni che possono ospitare

Tabella 111 Orbitali e numero massimo di elettroni che possono ospitare

Tipo di orbitale Numero massimo di orbitali in un livello

Numero massimo di elettroni descritti dal tipo di orbitale

s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14

Il numero quantico di spin

Il quarto numero quantico che non deriva dallrsquoequazione di Schroumldinger egrave il nu-mero quantico magnetico di spin ms spesso semplicemente chiamato spin dellrsquoe-lettrone Esso puograve assumere esclusivamente due valori pari a +frac12 o ndashfrac12 poicheacute a paritagrave degli altri numeri quantici per ciascun elettrone sono possibili due diversi stati energetici La scoperta di questa proprietagrave dellrsquoelettrone derivograve da unrsquoaccurata analisi dello spettro dellrsquoatomo di idrogeno da cui emerse che ciascuna riga era in realtagrave costitu-ita da due righe molto vicine Unrsquoulteriore prova che lrsquoelettrone poteva trovarsi in due diversi stati energetici venne dagli esperimenti condotti dai fisici tedeschi Stern e Gerlach nel 1922

prova tu Determina il nume-ro massimo di elettroni che possono essere ospitati su cia-scun livello energetico Esiste una relazione matematica tra la popolazione massima di elettroni e il valore n del livel-lo

figura 1117 Gli orbitali dei primi quattro livelli di energia Ogni orbitale egrave descritto da una particolare terna di valori dei tre numeri quantici n l m 3 minus3 minus2 minus1 0 +1 +2 +3 4f 14

2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2

nNumeri quantici Tipo

di orbitaleNumero massimo di elettroni per tipo

di orbitalel da 0 a (n ndash1) m (ndash l 0 + l)


192

DEssi non provarono soltanto che gli elettroni sono effettivamente associati a un pic-colo campo magnetico dimostrarono anche che quando gli elettroni sono immer-si in un campo magnetico esterno creato da poli magnetici di forma irregolare pos-sono disporsi in due soli modi cioegrave parallelamente o antiparallelamente al campo stesso con la conseguente differenziazione della loro energia Egrave per questo motivo che indichiamo i due stati energetici con le frecce uarr (+frac12) e darr (ndashfrac12)

Il termine spin che in inglese significa laquotrottolaraquo egrave stato introdotto con il mo-dello dellrsquoelettrone rotante Secondo tale modello lrsquoelettrone corrisponde a una sfe-ra rotante su se stessa e i due diversi stati energetici dipendono dal verso orario o antiorario della sua rotazione Con lrsquointroduzione della meccanica quantistica lo spin viene interpretato come momento angolare e deve quindi essere considerato una proprietagrave intrinseca degli elettroni al pari della massa o della carica elettrica

Lo spin egrave una proprietagrave intrinseca dellrsquoelettrone che si manifesta quando lrsquoelettrone sottoposto allrsquoazione di un campo magnetico esterno disomogeneo assume due diversi stati energetici

La scoperta di questa ulteriore proprietagrave dellrsquoelettrone ha condotto il fisico austria-co Wolfgang Pauli a enunciare nel 1925 una legge fondamentale nota con il nome di principio di esclusione di Pauli

Un orbitale puograve descrivere lo stato quantico di due soli elettroni essi devono avere spin opposto cioegrave antiparallelo

Due elettroni che hanno la stessa serie di numeri quantici n l m devono avere allo-ra un diverso numero quantico di spin ms Per esempio alla coppia di elettroni descritti dallrsquoorbitale 4s corrispondono le seguenti serie di numeri quantici (4 0 0 +frac12) e (4 0 0 ndashfrac12) come si puograve notare esse si diversificano soltanto per il numero quantico di spin

spin

Pauli exclusion principle

Indica gli elettroni rappresentati dalle seguenti serie di numeri quantici

a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE

Gli elettroni sono per convenzione rappresentati da una serie di quattro numeri racchiusi da paren-tesi tonde che corrispondono ai quattro numeri quantici che li caratterizzano secondo la seguente notazione generale (n l m ms)

a) n = 3 indica un orbitale che appartiene al terzo livello energetico l = 0 indica un orbitale di tipo s m = 0 egrave lrsquounico orientamento possibile per un orbitale di tipo s che immerso in un campo ma-

gnetico esterno non altera la propria energia ms = +12 corrisponde per convenzione alla freccia orientata verso lrsquoalto uarr Quindi si tratta di un elettrone appartenente allrsquoorbitale 3s

b) n = 2 indica un orbitale che appartiene al secondo livello energetico l = 1 indica un orbitale di tipo p m = 0 indica uno dei tre orbitali di tipo p

ms = minus12 corrisponde per convenzione alla freccia orientata verso il basso darr Quindi si tratta di un elettrone appartenente allrsquoorbitale 2py

Scrivi la serie di numeri quantici corrispondenti ai seguenti elettroni a) elettrone con spin darr contenuto nellrsquoorbitale 5sb) elettrone con spin uarr contenuto nellrsquoorbitale 4px

prova tu



193

CAPITOLO118 DALLrsquoORBITALE ALLA FORMA DELLrsquoATOMO

Sappiamo che un orbitale egrave unrsquoespressione matematica da cui si ricava la probabili-tagrave di presenza dellrsquoelettrone in un certo punto dello spazio circostante il nucleo Un altro modo efficace per visualizzare lrsquoandamento della probabilitagrave consiste nel punteggiare lo spazio intorno al nucleo in modo proporzionale alla probabilitagrave di presenza dellrsquoelettrone in quello spazio a una punteggiatura piugrave fitta corrisponde una probabilitagrave piugrave alta di presenza dellrsquoelettrone (figura 1118)

La forma degli orbitali e il volume degli spazi da essi racchiusi variano notevol-mente da un orbitale allrsquoaltro La forma egrave determinata dal valore del numero quanti-co secondario l mentre il volume dipende anche dal numero quantico principale n

La superficie di contorno (o superficie limite) che riunisce tutti i punti caratte-rizzati dalla stessa probabilitagrave di presenza dellrsquoelettrone degli orbitali s egrave sferica al centro della sfera crsquoegrave il nucleo Il volume della sfera aumenta al crescere del numero quantico principale n allrsquoorbitale 1s corrisponde una sfera con diametro piugrave picco-lo del 2s e con energia inferiore al 2s (figura 1119) Queste dimensioni relative van-no considerate solo allrsquointerno di un dato atomo non hanno quindi valore assolu-to Lrsquoaumento del numero atomico infatti comporta quasi sempre la contrazione del volume racchiuso dalla superficie di contorno allrsquoorbitale 1s dellrsquoatomo di ura-nio per esempio corrisponde una sfera di raggio 92 volte piugrave piccolo di quello della sfera derivata dallrsquoorbitale 1s dellrsquoidrogeno

Ai tre orbitali p di uguale energia che avevamo distinto chiamandoli px py e pz corrisponde una forma con un doppio lobo il nucleo si trova nel punto di congiun-zione dei due lobi Come si nota dalla figura 1120 le tre superfici di contorno sono del tutto equivalenti si distinguono soltanto percheacute si espandono rispettivamente lungo gli assi x y e z di un sistema di tre assi cartesiani ortogonali la cui origine egrave nel punto di congiunzione dei lobi

Agli orbitali d che sono in tutto cinque corrispondono forme a quattro lobi (figu-ra 1121) Ancora piugrave complessa egrave la forma dei sette orbitali f

figura 1118 Superficie di contorno corrispondente allrsquoorbitale s (a destra) rappresentazione del corrispondente andamento della probabilitagrave attraverso la densitagrave di punteggiatura (a sinistra)

1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume

contenuto energetico

1s 2s 3s 4s 5s

figura 1119 Dimensioni relative degli orbitali s di uno stesso atomo al variare del numero quantico principale

x

pz

z

x

y

z

x y

z

y

pypx figura 1120 Forme corrispondenti agli orbitali p

figura 1121 Forme corrispondenti agli orbitali d

z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194

DLa distribuzione complessiva degli elettroni di qualunque atomo isolato egrave sempre perfettamente sferica Dentro a tale sfera si possono individuare zone con addensa-menti e rarefazioni della densitagrave elettronica ma esse rispetto al nucleo hanno sempre simmetria sferica

9 LrsquoATOMO DI IDROGENO SECONDO LA MECCANICA QUANTISTICA

Dalla risoluzione dellrsquoequazione drsquoonda valida per lrsquoelettrone dellrsquoatomo di idroge-no si ottiene lrsquoinsieme degli orbitali corrispondenti ai diversi stati quantici che esso puograve assumere A seconda della sua energia lrsquoelettrone saragrave quindi descritto da uno di questi orbitali Quando lrsquoatomo egrave nel suo stato fondamentale lrsquoelettrone egrave piugrave vicino al nucleo e lrsquoorbitale 1s che lo individua egrave caratterizzato dalla seguente terna di numeri quantici

n = 1 l = 0 m = 0 ms = +frac12 o minusfrac12

Se si fornisce energia sufficiente lrsquoelettrone passa a un livello energetico superiore il suo nuovo stato egrave allora descritto da un orbitale qualsiasi del nuovo livello rag-giunto (figura 1122) Lo stato energetico dellrsquoelettrone nellrsquoatomo di idrogeno in-fatti dipende esclusivamente dal numero quantico principale n In questo caso quindi i diversi valori assunti dal numero quantico secondario l non comportano alcuna differenziazione energetica tra un orbitale e lrsquoaltro dello stesso livello

Prima di concludere il discorso sui diversi modelli atomici egrave giusto ricordare che i livelli energetici dellrsquoelettrone dellrsquoidrogeno calcolati a partire dallrsquoequazione drsquoonda risultano identici a quelli calcolati da Bohr a partire dal suo modello atomi-co A Bohr che impose la quantizzazione dellrsquoenergia dellrsquoatomo va quindi ricono-sciuto il merito di una grandissima intuizione A Schroumldinger invece va il merito di aver formulato lrsquoequazione da cui si deduce la quantizzazione dellrsquoenergia dellrsquoa-tomo

543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f

figura 1122 Disposizione dei livelli energetici dellrsquoatomo di idrogeno

OSSERVAampRISPONDI

Percheacute nellrsquoatomo di idrogeno i sottolivelli 4s 4p 4d e 4f hanno la stessa energia


195

CAPITOLO11

10 LA CONFIGURAZIONE DEGLI ATOMI POLIELETTRONICI

Lrsquoequazione drsquoonda egrave in grado di fornire soluzioni esatte soltanto per lrsquoatomo di idrogeno Per atomi a piugrave elettroni essa egrave tanto complessa che deve essere risolta in modo approssimato Allrsquoaumentare del numero atomico infatti lrsquoelettrone non ri-sente soltanto di una maggiore forza attrattiva da parte del nucleo ma risente anche delle forze repulsive degli altri elettroni Tali repulsioni fanno sigrave che diversamente da quanto accade nellrsquoidrogeno si creino differenze energetiche fra un sottolivello e lrsquoaltro di uno stesso livello per cui lrsquoenergia di un orbitale s risulta inferiore a quella di un orbitale p che egrave a sua volta inferiore a quella di un orbitale d e cosigrave via

Puograve accadere inoltre che lrsquoenergia di un orbitale di un livello superiore per esempio 4s sia minore di quella di un orbitale appartenente a un livello inferiore per esempio 3d Allrsquoaumentare del numero quantico principale diminuiscono le differenze di energia tra un livello e lrsquoaltro tanto che alcuni sottolivelli possono laquoin-vadereraquo i livelli energetici adiacenti (figura 1123)

La struttura di base dellrsquoatomo di idrogeno resta comunque valida anche per gli atomi polielettronici Se lrsquoatomo ha piugrave di due elettroni essi sono descritti da piugrave orbitali percheacute a ciascun orbitale secondo il principio di esclusione di Pauli corri-spondono al massimo due elettroni con spin antiparallelo Se lrsquoatomo egrave nello stato fondamentale ha elettroni piugrave vicini al nucleo e lrsquoenergia dei rispettivi orbitali deve essere la piugrave piccola possibile

Per rappresentare la struttura elettronica di un atomo si riporta lrsquoelenco degli orbitali necessari a descrivere tutti i suoi elettroni in ordine crescente di energia tale rappresentazione si chiama configurazione elettronica

La configurazione elettronica di un atomo o di uno ione egrave lrsquoinsieme degli orbitali necessari a descrivere tutti i suoi elettroni

La configurazione elettronica dellrsquoatomo di idrogeno nel suo stato fondamentale egrave per esempio

1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale

numero quantico principale

4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s

figura 1123 Livelli e sottolivelli energetici di atomi polielettronici disposti per contributo energetico crescente

OSSERVAampRISPONDI

Per n = 3 qual egrave lrsquoordine delle energie dei sottolivelli Egrave sempre vero che a un piugrave alto valore di n corrisponde un sottolivello con maggiore energia

electron configuration


196

DTabella 112 La configurazione elettronica degli atomi neutri dei primi 18 elementi Le configu-razioni sono state costruite aggiungendo un elettrone per volta La somma degli esponenti cioegrave degli elettroni corrisponde al numero atomico Z dellrsquoelemento

Atomo Z Configurazione elettronica dello stato fondamentale

H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2

N 7 1s2 2s2 2p3 livello 2

O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

Si 14 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 livello 3

P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

La configurazione elettronica dei primi 18 elementi egrave riportata nella tabella 112 I loro elettroni sono descritti da orbitali appartenenti nellrsquoordine al 1deg livello ener-getico al 2deg livello energetico e ai primi due sottolivelli del 3deg

Lrsquoelio che ha numero atomico 2 ha due elettroni che sono descritti dallo stesso orbitale la sua configurazione risulta pertanto 1s2 I due elettroni dellrsquoelio comple-tano il primo livello di energia

Il litio ha tre elettroni i primi due sono descritti dallrsquoorbitale 1s il terzo che do-vragrave appartenere al secondo livello energetico saragrave descritto dallrsquoorbitale a maggiore energia cioegrave il 2s La sua configurazione egrave allora 1s22s1 I quattro elettroni del be-rillio sono rappresentati rispettivamente dalla configurazione 1s22s2 mentre nel caso del boro il quinto elettrone apparterragrave a un altro sottolivello il 2p Per il boro quindi si ha 1s22s22p1 Come si puograve notare in tutti i casi la somma degli esponenti corrisponde al numero atomico dellrsquoelemento a cui si riferisce la configurazione percheacute si tratta di atomi neutri

La tabella 112 evidenzia che dopo lrsquoelio gli atomi i cui elettroni completano un livello energetico sono quelli del neon e dellrsquoargon tutti e tre appartengono allo stesso gruppo della tavola periodica quello dei gas nobili Non egrave questa lrsquounica re-golaritagrave nel capitolo successivo vedremo che egrave proprio la configurazione elettroni-ca degli elementi a dare ragione delle loro proprietagrave e della particolare struttura della tavola periodica

Il principio di Aufbau

Per scrivere la configurazione elettronica di un atomo qualsiasi nel suo stato fonda-mentale si segue un particolare procedimento chiamato principio di Aufbau (dal

Basandoti anche sulla figura 1123 ipotizza la configurazio-ne elettronica del potassio

RIFLETTIampRISPONDI


197

CAPITOLO11tedesco Aufbau = costruzione) Secondo tale procedimento si immagina di laquoco-struireraquo un atomo aggiungendo uno a uno i suoi Z elettroni negli orbitali di minor energia disponibili Esso si articola nei seguenti punti1 determinare il numero di elettroni dellrsquoatomo neutro esso corrisponde al nume-

ro atomico Z2 scrivere gli orbitali in ordine di energia crescente seguendo lo schema delle figu-

re 1124 e 1125 cioegrave 1s rarr 2s rarr 2p rarr 3s rarr 3p rarr 4s rarr 3d rarr 4p rarr 5s rarr 4d rarr 5p rarr 6s rarr 4f rarr

rarr 5d rarr 6p rarr 7s rarr 5f rarr 6d rarr 7p

7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s

figura 1124 La successione degli orbitali in ordine di energia crescente si ricava seguendo lrsquoandamento delle frecce

figura 1125 Disposizione dei livelli energetici di un atomo polielettronico (la scala dellrsquoenergia egrave arbitraria)

OSSERVAampRISPONDI

Scrivi la configurazione elettroni-ca del rubidio facendo riferimen-to alla figura

5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198

D3 riportare allrsquoesponente di ciascun orbitale o di ciascun gruppo di orbitali il nu-mero di elettroni che esso descrive (al massimo 2 per gli orbitali s 6 per gli orbitali p 10 per i d e 14 per gli f) sino a quando la somma di tutti gli esponenti corrisponde al numero Z di elettroni prima di aggiungere orbitali a piugrave alta energia egrave necessario saturare tutti quelli a energia inferiore

La struttura elettronica del potassio che ha 19 elettroni e del calcio che ne ha 20 presenta lrsquoanomalia preannunciata allrsquoinizio del paragrafo il sottolivello 4s ha in-fatti energia inferiore rispetto al 3d per cui le configurazioni elettroniche di mini-ma energia sono

potassio 1s22s22p63s23p64s1 calcio 1s22s22p63s23p64s2

La configurazione dello scandio che ha numero atomico 21 invece diventa

1s22s22p63s23p63d14s2

Lrsquoelettrone aggiunto rispetto al calcio egrave descritto da un orbitale 3d Come egrave possibi-le notare dalla configurazione gli orbitali 3d precedono ora lrsquoorbitale 4s e ciograve indica che la loro energia egrave inferiore a quella dellrsquoorbitale 4s La presenza anche di un solo elettrone di tipo 3d indebolisce lrsquoattrazione che il nucleo esercita sui due elettroni 4s Aumenta quindi la loro distanza dal nucleo e di conseguenza la loro energia

Un cambiamento analogo si verifica anche nei livelli energetici successivi cioegrave tra gli orbitali 4d e lrsquoorbitale 5s oppure tra i 5d e il 6s Nella corretta configurazione di un elemento che ha elettroni di tipo d lrsquoorbitale s del livello successivo deve esse-re riportato di seguito agli orbitali d Per esempio la struttura dello zinco che ha 30 elettroni egrave

1s22s22p63s23p63d104s2

Seguendo lo schema della figura 1125 egrave comunque possibile scrivere la configura-zione elettronica corretta della maggior parte degli elementi anche di quelli con elettroni di tipo d e di tipo f Le anomalie che si riscontrano come per esempio nella configurazione elettronica del cromo (1s22s22p63s23p63d54s1) sono dovute al fatto che allrsquoaumentare di n diminuiscono le differenze energetiche tra un sottoli-vello e lrsquoaltro e che certe configurazioni (come quelle con gli orbitali d semipieni o del tutto saturati) sono piugrave stabili di altre

La configurazione elettronica di ciascun elemento egrave comunque riportata sulla tavola periodica in corrispondenza del simbolo dellrsquoelemento stesso essa viene ab-breviata scrivendo tra parentesi quadra il simbolo del gas nobile che precede lrsquoele-mento a cui si fa seguire lrsquoelenco degli orbitali del livello energetico incompleto Nel caso dello zinco per esempio si ha [Ar]3d104s2 percheacute al gas nobile che lo pre-cede lrsquoargon corrisponde proprio la configurazione 1s22s22p63s23p6

La regola di Hund

La modalitagrave di rappresentazione sin qui utilizzata per descrivere la configurazione elettronica di un elemento seppur dettagliata non consente di specificare unrsquoaltra particolaritagrave emersa anchrsquoessa dallrsquoanalisi approfondita degli spettri atomici Quando in un atomo ci sono elettroni appartenenti allo stesso sottolivello essi ten-dono ad avere spin parallelo In tal caso risultano descritti da distinti orbitali e ciograve comporta che si attenuino le forze repulsive che agiscono tra loro

Percheacute nel rame [Ar]3d104s1 il sottolivello 4s non egrave riempito come ci si aspetterebbe

RIFLETTIampRISPONDI


199

CAPITOLO11Questa particolaritagrave egrave nota come regola di Hund

Nella configurazione elettronica piugrave stabile di un atomo gli elettroni appartenenti a un medesimo sottolivello tendono ad assumere lo stesso spin

Il tipo di rappresentazione che consente di rendere evidente lrsquoapplicazione della regola di Hund associa a ciascun orbitale un quadratino e a ciascun elettrone una freccia Un orbitale senza elettroni egrave indicato da un quadratino senza frecce un or-bitale con un solo elettrone (semipieno) da un quadratino con una freccia e un or-bitale con due elettroni (pieno) da un quadratino con due frecce Poicheacute sappiamo che un orbitale descrive due elettroni con spin opposto le due frecce di uno stesso quadratino sono disegnate con verso opposto Gli orbitali dei sottolivelli p d e f so-no rappresentati rispettivamente da tre cinque e sette quadratini Per esempio la configurazione dellrsquoatomo di carbonio che egrave 1s22s22p2 risulta cosigrave rappresentata

3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2

I due elettroni di tipo p che per la regola di Hund sono descritti da due orbitali di-stinti e hanno spin paralleli sono rappresentati con due frecce di ugual verso allog-giate in due distinti quadratini

HundOtildes rule

Chemistry in English ASCOLTA

Streetlights

At one time most of the street lighting in towns and cities was provided by incandescent lamps in which a tungsten filament is heated white-hot by an electric current Unfortunately much of the light from this kind of lamp is infrared radiation which we cannot see As a result only a relatively small fraction

of the electrical energy used to operate the lamp actually results in visible light Modern streetlights con-sist of high-intensity sodium or mercury vapor lamps in which the light is produced by passing an electric discharge through the vapors of these metals The electric current excites the atoms which then emit their characteristic atomic spectra In these lamps most of the electrical energy is converted to light in the visi-ble region of the spectrum so they are much more energy-efficient (and cost-efficient) than incandescent lamps Sodium emits intense light at a wavelength of 589 nm which is yellow The golden glow of street-lights in scenes like that shown in the photograph at the right is from this emission line of sodium which is produced in high-pressure sodium vapor lamps There is another much more yellow light emitted by low-pressure sodium lamps that you may also have seen Both kinds of sodium lamps are very efficient and almost all communities now use this kind of lighting to save money on the costs of electricity In some pla-ces the somewhat less efficient mercury vapor lamps are still used These lamps give a bluish-white light Fluorescent lamps also depend on an atomic emission spectrum as the primary source of light In these lamps an electric discharge is passed through mercury vapor which emits some of its light in the ultraviolet region of the spectrum The inner wall of the fluorescent tube is coated with a phosphor that glows white when struck by the UV light These lamps are also highly efficient and convert most of the electrical energy they consume into visible light


200

DNellrsquoazoto la cui configurazione egrave 1s22s22p3 ciascuno dei tre quadratini che rap-presentano gli orbitali p contiene una freccia di verso uguale alle altre due

3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3

Nellrsquoossigeno avente configurazione 1s22s22p4 lrsquoelettrone aggiunto va ad appaiarsi a uno degli altri tre Uno degli orbitali p descrive quindi due elettroni con spin oppo-sto nel corrispondente quadratino compaiono allora due frecce di verso opposto

3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4

Lrsquoatomo di fluoro ha configurazione 1s22s22p5 Solo un orbitale 2p egrave semipieno gli altri sono tutti occupati da coppie di elettroni a spin opposti

3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5

Con lrsquoatomo di neon si completa il secondo livello energetico Lrsquoatomo di magnesio (Mg Z = 12) che ha configurazione 1s22s22p63s2 presenta il primo e il secondo li-vello energetico completi rispettivamente con 2 e 8 (2 + 6) elettroni I due elettroni piugrave esterni sono collocati invece nellrsquoorbitale 3s che appartiene al terzo livello energetico

3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201


A quale atomo neutro corrisponde la seguente configurazione elettronica 1s22s22p63s2

3p63d104s24p2

SOLUZIONE

Per rispondere al quesito egrave sufficiente sommare gli esponenti che compaiono nella configurazione elettronica ottenendo cosigrave il numero totale degli elettroni che per un atomo neutro equivale al suo numero atomico La somma degli esponenti egrave

2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32

Successivamente occorre individuare sulla tavola periodica a quale atomo corrisponde il numero atomico trovato lrsquoatomo con numero atomico 32 egrave il germanio


3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio

Scrivi la configurazione elettronica dei seguenti elementi neutri sia in lettere e numeri sia con la rappresentazione mediante i quadratini e le frecce

a) fosforo b) vanadio

SOLUZIONE

a) Il fosforo ha numero atomico 15 pertanto quando egrave neutro possiede 15 elettroni da sistemare nei suoi orbitali si ottiene la seguente configurazione elettronica

1s22s22p63s23p3

Per la configurazione con i quadratini occorre ricor-darsi di applicare la regola di Hund negli orbitali 3p il dispendio energetico egrave minore (e di conseguenza lrsquoatomo gode di una mag-gior stabilitagrave) se gli elet-troni si dispongono uno per ogni orbitale 3p con spin parallelo

b) Il vanadio ha numero atomico 23 e dispone di 23 elettroni che devono essere sistemati nei suoi orbitali nel rispetto dellrsquoordine energetico (il sottolivello 4s si riempie prima del sottolivello 3d) si ottiene la seguente configurazione elettronica

1s22s22p63s23p64s23d3

La configurazione elettronica puograve essere riscritta secondo valori di n crescenti quindi occorre riordinarla scrivendo 3d prima di 4s anche se non egrave completo ed egrave stato riempito successiva-mente Si ottiene la configurazione corretta del vanadio

1s22s22p63s23p63d34s2

Per la configurazione con i quadratini anche in questo caso va applicata la re-gola di Hund

Scrivi la configurazione elettronica in lettere e numeri e disegna quella con i quadratini dei seguenti atomi neutri a) sodio b) bromo

prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D

Scrivi la configurazione elettronica dei seguenti ioni sia in lettere e numeri sia con la rappresen-tazione mediante i quadratini e le frecce

a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE

a) Lrsquoossigeno ha numero atomico 8 ma siccome si tratta dellrsquoanione O2minus gli elettroni da posizio-nare nella configurazione elettronica sono due in piugrave cioegrave 10 Per O2minus si ottiene la seguente configurazione elettronica

1s22s22p6

che corrisponde alla configurazione con i quadratini di seguito riportata

2s

1s

2p

b) Lrsquoalluminio ha numero atomico 13 ma siccome si tratta del catione Al3+ gli elettroni da posizio-nare nella configurazione elettronica sono tre in meno cioegrave 10 Per Al3+ si ottiene la seguente configurazione elettronica

1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO

Sigrave percheacute sebbene siano due ioni differenti con diverso numero atomico entrambi possiedono 10 elettroni e mostrano la configurazione elettronica di un atomo di neon neutro (Z = 10)

Scrivi la configurazione elettronica in lettere e numeri (in linea) e disegna quella con i quadratini dei seguenti ioni a) Mg2+ b) Clminus

prova tu


Sintesi di capitolo in mp3

203

CAPITOLO

11 Summing-upA THE DUAL NATURE OF LIGHT

Light exhibits both wave-like and corpuscular properties Light is a particular type of electromagnetic wave that comes from rapid oscillations of electrical charges the

whole set of electromagnetic waves is termed the electromagnetic spectrum The relationship between the three characteristic quantities of electromagnetic radiation is c = λ middot ν c is con-

stant hence wavelength and frequency are inversely proportional The Photoelectric Effect cannot be explained in terms of light waves but as light being composed of laquopacketsraquo

of energy termed photons Each photon is associated with energy expressed by the equation E = h middot ν where h is Planckrsquos constant

B ATOMIC laquoLIGHTraquo

Continuous spectra are typical of incandescent solids and liquids and consist of a continuous series of colours Line spectra are discontinuous spectra typical of hot gases at low pressure Each chemical element has a characteristic line spectra and therefore line spectra can be used to identify ele-

ments Gas atoms absorb radiation at specific frequencies the absorption lines correspond to the emission and can also be used to identify elements

C BOHRrsquoS ATOM

According to Bohrrsquos model electrons move along fixed circular orbits called stationary orbits Electrons are only allowed to occupy certain orbits that are associated with specific energies The lowest energy level available to the electron corresponding to quantum number n = 1 is called the ground

state Higher energy levels are termed excited states

D THE ELECTRON AND QUANTUM MECHANICS

The field of chemistry and physics that describes the behavior of electrons photons and other microscopic particles based on statistical laws is called quantum mechanics

The Heisenberg principle the precision with which the position of a particle can be measured is inversely proportional to the precision with which its momentum can be measured

E THE WAVE EQUATION

In 1926 Erwin Schroumldinger made the hypothesis that the waves associated with a moving electron in the atom or any other particle in motion can be described by a mathematical function the wave equation

The quantum numbers n l and m specify the values of properties of an electron and describe its particular quantum state

An orbital is a function of the wave equation corresponding to specific values of n l and m The Pauli exclusion principle states that no two electrons in the same atom can have identical values for all

four of their quantum numbers therefore no more than two electrons can occupy the same orbital The boundary surface encloses a space around the nucleus in which there is a certain probability of finding the

electron

F CONFIGURATION OF POLYELECTRONIC ATOMS

With increasing atomic number electrons experience a greater attractive force from the nucleus together with repulsive forces between each other

The electronic configuration of an atom or ion is the full set of orbitals that describe all of its electrons In writing electronic configurations the Aufbau principle is followed Hundrsquos Law states that for an atomrsquos most stable electron configuration the electrons belonging to the same

sub-level tend to assume the same spin

ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204

D Il mondo dellrsquoatomo

1 LA DOPPIA NATURA DELLA LUCE

1 Qual egrave la prova piugrave evidente della natura ondulatoria della luce

2 Come sono chiamate le particelle che costituiscono la luce secondo la teoria corpuscolare

3 Qual egrave il rapporto che lega la frequenza e la lunghez-za drsquoonda della luce

4 Un bagnante seduto sulla spiaggia conta le onde che si infrangono sulla battigia Se ne conta 12 in un minuto quale proprietagrave del-

le onde marine sta valutando Dopo qualche ora ripete la stessa osservazione e

ne arriva a contare 20 in un minuto Che cosa egrave cambiato nel moto ondoso

5 Qual egrave lrsquoordine di grandezza delle lunghezze drsquoonda delle onde sulla superficie del mare delle increspa-ture sulla superficie di uno stagno e delle onde lumi-nose

6 Esprimi le lunghezze drsquoonda dello spettro visibile in metri

7 Una frequenza maggiore egrave associata a una radiazio-ne rossa o a una radiazione violetta

8 Esporsi ai raggi solari egrave pericoloso per la pelle Per-cheacute i raggi UV sono in grado di danneggiare le cellu-le mentre gli infrarossi non hanno lo stesso effetto

9 Che cosa percepirebbe il nostro occhio se i colori dellrsquoarcobaleno fossero fra loro ricomposti

10 Percheacute la luce bianca egrave policroma

11 Calcola la lunghezza drsquoonda della radiazione aven-te ν = 104 Hz

12 Determina lrsquoenergia associata a un fotone che possie-de una frequenza ν = 51 ∙ 107 Hz

13 Calcola lrsquoenergia associata a un fotone di una radia-zione con λ = 52 ∙ 10minus7 m

14 Una radiazione monocromatica (cioegrave di un solo co-lore) egrave costituita da fotoni che hanno una lunghezza drsquoonda λ = 450 nm Riferendoti allo spettro elettro-magnetico (figura 111) individua il colore e calcola lrsquoenergia associata a ogni fotone di questa radiazio-ne

15 In una stanza buia basta che si apra un sottilissimo spiraglio di luce percheacute essa venga illuminata intera-mente Quale fenomeno tipico della luce puograve giusti-ficare ciograve

16 Se si colpisce una lamina di magnesio con luce vio-letta si rileva una emissione di elettroni da parte del metallo al contrario in un altro esperimento si os-serva che usando luce rossa non si ha alcuna emis-sione Percheacute

Un compagno obietta che la luce rossa usata potreb-be essere stata troppo debole per produrre un effetto e ti suggerisce di ripetere lrsquoesperimento con luce ros-sa intensissima Sai prevedere il risultato di questa verifica

17 La lamina di magnesio raggiunta da luce ultravio-letta emette elettroni piugrave veloci di quelli ottenuti con luce violetta Come interpreti questo fenomeno

18 Il processo di fotosintesi egrave possibile grazie allrsquoenergia solare I pigmenti fotosintetici captano i fotoni lumi-nosi e convertono la loro energia in energia chimica I fotoni assorbiti sono soprattutto quelli rossi (λ = 680 nm) e quelli blu (λ = 440 nm) mentre i fotoni verdi non vengono quasi per niente assorbiti Calcola lrsquoenergia trasportata da ogni fotone rosso

e blu Sai giustificare il colore verde delle foglie

2 LA laquoLUCEraquo DEGLI ATOMI

19 Qual egrave la differenza fra uno spettro continuo e uno spettro a righe

20 Come vengono ottenuti gli spettri di emissione e di assorbimento dei gas rarefatti

21 In che cosa differiscono le righe di assorbimento e quelle di emissione di uno stesso gas


22 Che cosa si intende con il termine laquoquantizzazio-neraquo Prova a descrivere questo termine con parole tue utilizzando dei sinonimi

23 A quale regione dello spettro elettromagnetico ritie-ni appartenga la riga prodotta dal salto dellrsquoelettrone di un atomo di idrogeno dallo stato con n = 5 a n = 2

24 Tra gli esempi riportati stabilisci quali siano quan-tizzati e quali no discutendo le tue risposte in classe

a) scambio di denaro b) acqua che scorre dal rubinetto c) latte in tetrabrick d) marmellata prelevata con un cucchiaino dal ba-

rattolo e) tempo che scorre f) costituenti della materia

20 esercizi interattivi

esercizi


205

CAPITOLO11ciata fosse quella di una radiazione luminosa di co-lore rosso (λ = 700 nm) Esegui il calcolo e commen-ta il risultato


34 Che cosa si intende con lrsquoespressione laquomeccanica quantisticaraquo

35 Che cosa afferma il principio di indeterminazione di Heisenberg

36 Percheacute alla luce di quanto enunciato dal principio di indeterminazione non ha senso parlare di orbita di un elettrone


37 Che cosa si intende per onda stazionaria

38 Che cosa egrave la funzione drsquoonda

39 Che significato assume ψ2

40 In che senso le onde di de Broglie possono essere de-finite laquoonde di probabilitagraveraquo


41 Scrivi la definizione di orbitale

42 Descrivi il significato di ciascuno dei quattro numeri quantici

43 Scrivi tutti i valori che possono assumere l e m quan-do n = 3

44 Abbina alle seguenti terne di numeri quantici il ri-spettivo orbitale

a) n = 2 l = 0 m = 0 b) n = 6 l = 2 m = minus1 c) n = 4 l = 3 m = minus3 d) n = 3 l = 2 m = +2

45 Individua gli eventuali errori presenti nei seguenti gruppi di numeri quantici

a) n = 2 l = 2 m = 0 ms = +12 b) n = 1 l = 0 m = 1 ms = plusmn12 c) n = 3 l = minus2 m = 0 ms = minus12 d) n = 0 l = 0 m = 0 ms = +1

25 Lrsquoenergia associata a ogni orbita dellrsquoatomo di Bohr puograve essere calcolata con la seguente formula genera-le

En = minus Kn2

En rappresenta lrsquoenergia (in joule) del livello consi-derato K egrave una costante che vale

K = 218 ∙ 10minus18 J e n egrave un numero (numero quantico principale) che

puograve assumere i valori dei numeri naturali da 1 a 7 Calcola i valori delle energie di tutte le orbite

dellrsquoatomo di idrogeno


26 Che cosa sono le onde di de Broglie

27 In che modo egrave stata verificata sperimentalmente lrsquoi-potesi di de Broglie

28 Una fenditura di 50 μm egrave in grado di mostrare in modo chiaro fenomeni di diffrazione di un fascio di luce ultravioletta

29 Percheacute non apprezziamo la natura ondulatoria di un corpo in movimento per esempio una palla da ten-nis

30 Il microscopio elettronico utilizza un fascio di elet-troni che subisce fenomeni di diffrazione e di inter-ferenza Quale proprietagrave dellrsquoelettrone permette di spiega-

re questo tipo di comportamento

31 Il vento solare egrave un flusso di particelle proveniente dalle regioni piugrave esterne del Sole che investe tutto lo spazio interplanetario compresa la Terra Egrave costitu-ito da elettroni protoni e altre particelle elettrica-mente cariche che si muovono a una velocitagrave molto elevata oltre 500 102 kms Usando la reazione di de Broglie sullrsquoonda di ma-

teria calcola la lunghezza drsquoonda associata a ogni elettrone del vento solare

32 Lrsquoaereo piugrave veloce fino a ora costruito egrave un jet iper-sonico che riesce a volare a Mach 10 quindi 10 volte piugrave velocemente rispetto al suono (nellrsquoaria circa 330 ms) e con una massa di circa 50 000 kg Quale lunghezza drsquoonda egrave associata allrsquoaereo

quando egrave in volo Quali considerazioni puoi fare sulle lunghezze

drsquoonda associate a oggetti macroscopici

33 Quale dovrebbe essere la velocitagrave di un corpo di massa pari a 50 kg affincheacute la lunghezza drsquoonda dellrsquoonda di materia (onda di de Broglie) a esso asso-

esercizi

206

Il mondo dellrsquoatomoPARTE D 56 Date le seguenti configurazioni elettroniche deter-

mina il numero atomico Z e il nome dellrsquoelemento di cui sono caratteristiche

a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1

57 Individua gli eventuali errori nelle seguenti configu-razioni spiegando percheacute non sono corrette

a) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s24f105d106p2

correttaerrata percheacute

b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5


c) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s24f145d106p4


d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2


e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6 7s2


58 Individua tra le seguenti configurazioni esterne quelle di stato fondamentale e quelle di stato eccita-to

a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1

59 Scrivi la configurazione elettronica e rappresenta lrsquoordine di riempimento degli orbitali di ossigeno zolfo e selenio Che cosa hanno in comune le confi-gurazioni elettroniche di questi elementi

8 DALLrsquoORBITALE ALLA FORMA DELLrsquoATOMO

46 Da quali numeri quantici sono determinati la forma e il volume degli orbitali

47 Quali sono le forme delle superfici di contorno degli orbitali s p e d


48 In che modo si ottiene lrsquoinsieme degli orbitali che corrispondono agli stati quantici dellrsquoatomo di idro-geno

49 Da che cosa dipende lo stato energetico nellrsquoatomo di idrogeno


50 Spiega la regola di Hund e il principio di esclusione di Pauli

51 Quali sono le regole per il corretto riempimento de-gli orbitali

52 Spiega le irregolaritagrave di riempimento degli orbitali che si verificano a partire dagli elementi conZ = 21

53 Quali delle seguenti scritture possono essere parti di configurazioni elettroniche Individua gli errori e spiegali

a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5

54 Quale elemento presenta la seguente configurazione elettronica

2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review

61 Individua i seguenti elementi di cui viene fornito il numero atomico Z Scrivi poi la configurazione elettronica completa e rappresenta lrsquoordine di riem-pimento degli orbitali

a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58

62 Scrivi la configurazione elettronica e rappresenta lrsquoordine di riempimento degli orbitali di quattro ele-menti aventi numero atomico tra 10 e 20

63 Scrivi la configurazione elettronica dellrsquoittrio Y (Z = 39) tenendo conto delle irregolaritagrave nellrsquoordine di riempimento degli orbitali

60 Completa la tabella inserendo i dati mancanti

Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo

Configurazioneelettronica

N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1

1 Lo ione sodio colora la fiamma di una caratteristica e intensa luce giallo-arancione con lunghezza drsquoon-da λ = 589 nm Calcola la frequenza della radiazione Qual egrave lrsquoenergia associata a una mole di fotoni con

la frequenza della luce del sodio

2 Per rompere i legami di una mole di Cl2 sono neces-sari 2434 kJ di energia Puoi rompere i legami irrag-giando il gas con una luce di lunghezza drsquoonda op-portuna Qual egrave la lunghezza drsquoonda della radiazione In quale zona dello spettro si trova

3 Due elementi allo stato ionico presentano la stessa configurazione elettronica 1s22s22p6 Un elemento assume carica minus2 mentre lrsquoaltro carica minus3 Indica il nome dei due elementi

4 Qual egrave il numero di elettroni contenuti in 30 g di io-ni Cu2+

5 Nella corona solare vi sono atomi di ferro ionizzati 13 volte Che cosa puoi dire circa lrsquoenergia di questa regio-

ne del Sole Prova a risalire studiando la configurazione elet-

tronica totale di questo elemento al livello di que-sta ionizzazione

6 Le righe spettrali non sempre sono dovute a salti elettronici tra orbitali per esempio la cosiddetta laquori-ga a 21 cmraquo emessa dalle nebulose oggetti gassosi costituiti soprattutto da idrogeno atomico egrave dovuta allrsquoinversione di spin del suo elettrone rispetto al protone Essa viene captata con uno strumento mol-to particolare il radiotelescopio Calcola lrsquoenergia associata a questa riga In quale banda dello spettro si trova

7 Uno degli strumenti piugrave potenti per lo studio della natura fisica e chimica degli oggetti piugrave lontani del cosmo (stelle galassie e nebulose) egrave la loro analisi spettrale Per lo studio del Sole egrave molto importante la cosiddetta riga H-alfa dello spettro dellrsquoidrogeno con lunghezza drsquoonda pari a λ = 65628 nm Calcola lrsquoenergia del fotone emesso dallrsquoatomo di

idrogeno che porta alla produzione di questa riga e stabilisci la banda dello spettro a cui appartiene

A quale salto elettronico egrave dovuta la riga

8 Scrivi la configurazione elettronica degli ioni K+ O2minus e Hf4+

9 Write the electron configuration for an atom that has 17 electrons

10 How many orbitals are completely filled in an atom of an element whose atomic number is 18

11 Calculate the maximum number of electrons that can occupy the third energy level orbitals

12 Write the electron configuration for nickel whose atomic number is 28 Remember that the 4s orbital has lower energy than the 3d orbital does and that the d sublevel can hold a maximum of 10 elec-trons

13 Use the Pauli exclusion principle the Aufbau principle or the Hund rule to explain why the fol-lowing electron configurations are incorrect

a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1

Write the correct configurations

Rispondi e argomentaInvestigare insieme

176

1 LA DOPPIA NATURA DELLA LUCEQuasi tutto quello che sappiamo sulla struttura elettronica degli atomi viene dallrsquoanalisi della luce emessa o assorbita dalle sostanze Prima di esplorare il mondo infinitamente piccolo degli elettroni e degli atomi dobbiamo quindi analizzare il comportamento del-la luce e descriverne le caratteristiche principali

Pochi sanno che cosa sia la luce gli stessi scienziati hanno impiegato alcuni secoli prima di elaborare una teoria capace di spiegare tutti i fenomeni luminosi che possia-mo osservare

Le ipotesi sulla natura della luce che si sono susseguite nel tempo e che si escludeva-no a vicenda hanno fatto riferimento a due modelli diversi quello ondulatorio e quello corpuscolare

Egrave soltanto allrsquoinizio del secolo scorso che egrave stata fatta chiarezza il lavoro di due gran-di scienziati come Max Planck e Albert Einstein ci consente oggi di affermare che la luce presenta tanto lrsquoaspetto ondulatorio che lrsquoaspetto corpuscolare

Vi sono fenomeni luminosi che possono essere spiegati indifferentemente con uno dei due modelli come per esempio la propagazione rettilinea della luce Ve ne sono al-tri invece che possono essere meglio spiegati con uno solo dei due La diffrazione e lOtildeinterferenza che derivano dallrsquointerazione di due raggi di luce si interpretano facil-mente utilizzando il modello ondulatorio I fenomeni che nascono dallrsquointerazione del-la luce con la materia invece si interpretano agevolmente se si sceglie il modello cor-puscolare In questo capitolo vedremo piugrave in dettaglio le proprietagrave e le grandezze carat-teristiche di ciascuno dei due modelli

CAPITOLO

11 La struttura dellOtildeatomo

177









400 nm 700 nm

Indaco

Blu

Verde

Giallo

Arancione

Rosso

Frequenza crescente


Raggi X Raggi γ

1024

Raggiinfrarossi

Onde radio

Onde TV

Ultravioletto

Microon

de

Visibile

Violetto

1022 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104 102 ν(Hz) 100


OSSERVAampRISPONDI


light

λ2

λ1

t = 1 sec

ν = 5 Hz

ν = 2 Hz



178


c = λ ν






SOLUZIONE




ν = cλ


= 556 sdot 1014 Hz

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



RIFLETTIampRISPONDI




= =

λ




179











piastra

+

fotoelettroni

ndash +ndash

batteria

amperometro

emettitore

Aluceincidente





RIFLETTIampRISPONDI

E = h ν




180




E = h c

λ



Sole

ndash ndash ndash





SOLUZIONE




λ = cν = 300 10

8 ms720 1014 Hz

= 417 10minus7 m



prova tu



181






prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm


OSSERVAampRISPONDI




Video



182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



177









400 nm 700 nm

Indaco

Blu

Verde

Giallo

Arancione

Rosso

Frequenza crescente


Raggi X Raggi γ

1024

Raggiinfrarossi

Onde radio

Onde TV

Ultravioletto

Microon

de

Visibile

Violetto

1022 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104 102 ν(Hz) 100


OSSERVAampRISPONDI


light

λ2

λ1

t = 1 sec

ν = 5 Hz

ν = 2 Hz



178


c = λ ν






SOLUZIONE




ν = cλ


= 556 sdot 1014 Hz

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



RIFLETTIampRISPONDI




= =

λ




179











piastra

+

fotoelettroni

ndash +ndash

batteria

amperometro

emettitore

Aluceincidente





RIFLETTIampRISPONDI

E = h ν




180




E = h c

λ



Sole

ndash ndash ndash





SOLUZIONE




λ = cν = 300 10

8 ms720 1014 Hz

= 417 10minus7 m



prova tu



181






prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm


OSSERVAampRISPONDI




Video



182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




178


c = λ ν






SOLUZIONE




ν = cλ


= 556 sdot 1014 Hz

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



RIFLETTIampRISPONDI




= =

λ




179











piastra

+

fotoelettroni

ndash +ndash

batteria

amperometro

emettitore

Aluceincidente





RIFLETTIampRISPONDI

E = h ν




180




E = h c

λ



Sole

ndash ndash ndash





SOLUZIONE




λ = cν = 300 10

8 ms720 1014 Hz

= 417 10minus7 m



prova tu



181






prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm


OSSERVAampRISPONDI




Video



182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




179











piastra

+

fotoelettroni

ndash +ndash

batteria

amperometro

emettitore

Aluceincidente





RIFLETTIampRISPONDI

E = h ν




180




E = h c

λ



Sole

ndash ndash ndash





SOLUZIONE




λ = cν = 300 10

8 ms720 1014 Hz

= 417 10minus7 m



prova tu



181






prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm


OSSERVAampRISPONDI




Video



182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




180




E = h c

λ



Sole

ndash ndash ndash





SOLUZIONE




λ = cν = 300 10

8 ms720 1014 Hz

= 417 10minus7 m



prova tu



181






prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm


OSSERVAampRISPONDI




Video



182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




181






prisma

fenditura

lastrafotografica

656 nm

486 nm

434 nm

410 nm


OSSERVAampRISPONDI




Video



182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




182

D














photon absorption

FISSA I CONCETTI





n = 7

n = 6

n = 5

n = 4

n = 3

n = 2

n = 1





183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

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ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

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ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

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3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

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1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




183










stato eccitato

energia

stato eccitato

stato eccitato

statofondamentale

E7E6E5E4

E3

E2

E1 fotoneE1 E2

ndash

ndash


A B





434 nm

486 nm

656 nm

energia

decrescente

emissione delle

righe spettrali

+

n = 4

n = 3

n = 2

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =1



giore energia



OSSERVAampRISPONDI


Balmer series


184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




184









regionevisibile


95

46

65

63

48

61

43

40

41

02

12

16

10

26

97

3



SOLUZIONE



prova tu



185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




185

CAPITOLO11





λ = h ∙ c

E =

h ∙ c

m ∙ c2 =

h

m ∙ c





λ = h

m ∙ v






De Broglie waves


186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




186












quantum mechanics


187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




187







h

4πm








posizione incerta




posizione precisa




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




188

D









OSSERVAampRISPONDI


n = 1




2


2


2


2

n = 2 n = 3 n = 14

ventri

nodi


n = 24



189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




189














[(wave function)2]

quantum number

orbital


190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




190














n = 2 l = 1 m = ndash1 n = 2 l = 1 m = 0 n = 2 l = 1 m = +1


RIFLETTIampRISPONDI


RIFLETTIampRISPONDI


191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




191

CAPITOLO11






s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14





2 minus2 minus1 0 +1 +2 4d 10

4 1 minus1 0 +1 4p 6

0 0 4s 2

2 minus2 minus1 0 +1 +2 3d 10

3 1 minus1 0 +1 3p 6

0 0 3s 2

1 minus1 0 +1 2p 6

2 0 0 2s 2

1 0 0 1s 2





192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

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ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

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1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

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4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

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1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




192







spin



a) (3 0 0 +12) b) (2 1 0 minus12)

SOLUZIONE







prova tu



193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

0

800

ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




193








1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

volume


1s 2s 3s 4s 5s


x

pz

z

x

y

z

x y

z

y



z z z z z

x

x

xx

x

y

y y

y

y

dxy dxzdyz dx

2 - y

2 dz

2


194







543

2

n

200

400

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ener

gia

forn

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tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

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3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




194







543

2

n

200

400

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ener

gia

forn

ita

allrsquoa

tom

o (

kJm

ol)

1200

1

infin

4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d

3s 3p 3p 3p

2s 2p 2p 2p

1s

3d 3d 3d 3d 3d

4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f


OSSERVAampRISPONDI



195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

3p

3s

2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

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3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

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5p

5s

4p

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3p

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1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

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1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

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1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

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1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




195

CAPITOLO11








1 s1

numero di elettroni

tipo di orbitale


4f

4d

4p

3d

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2p

2s

1s1

2

3

4

energia

4s


OSSERVAampRISPONDI




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

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1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

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6s

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5p

5s

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1s

E

N

E

R

G

I

A

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198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

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ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

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ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




196



H 1 1s1 livello 1

He 2 1s2

Li 3 1s2 2s1

Be 4 1s2 2s2

B 5 1s2 2s2 2p1

C 6 1s2 2s2 2p2


O 8 1s2 2s2 2p4

F 9 1s2 2s2 2p5

Ne 10 1s2 2s2 2p6

Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2

Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6








RIFLETTIampRISPONDI


197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




197





7p

6d

5f

7s

6p

5d

4f

6s

5p

4d

5s

4p

3d

4s

3p3s

2p2s

1s



OSSERVAampRISPONDI


5f

6d

7p

7s

4f

5d

6p

6s

4d

5p

5s

4p

4s

3p

3s

2p

2s

1s

E

N

E

R

G

I

A

3d


198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

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1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




198





1s22s22p63s23p63d14s2



1s22s22p63s23p63d104s2



La regola di Hund



RIFLETTIampRISPONDI


199




3s

2s

1s

3p

ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

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ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

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ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

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ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


3s

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ener

gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

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1s

3p

2p

3s

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1s

3p

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4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




199




3s

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ener

gia 2p

6C 1s2 2s2 2p2


HundOtildes rule


Streetlights




200


3s

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ener

gia 2p

7N 1s2 2s2 2p3


3s

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ener

gia 2p

8O 1s2 2s2 2p4


3s

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ener

gia 2p

9F 1s2 2s2 2p5


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gia 2p

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

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1s

giusta sbagliata

3p

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3p

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3s

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3p

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4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




200


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7N 1s2 2s2 2p3


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8O 1s2 2s2 2p4


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9F 1s2 2s2 2p5


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ener

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12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

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giusta sbagliata

3p

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1s

3p

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4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

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1s22s22p6

2s

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POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



201



3p63d104s24p2

SOLUZIONE


2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 10 + 2 + 2 = 32



3p63d74s2prova tu

segui lrsquoesempio



SOLUZIONE


1s22s22p63s23p3



1s22s22p63s23p64s23d3


1s22s22p63s23p63d34s2



prova tu

segui lrsquoesempio

3s

2s

1s

giusta sbagliata

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

3s

2s

1s

3p

2p

4s 3d


202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1




202

D


a) O2minus

b) Al3+

SOLUZIONE


1s22s22p6


2s

1s

2p


1s22s22p6

2s

1s

2p

POTEVI PREVEDERLO



prova tu



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



203

CAPITOLO









C BOHRrsquoS ATOM






E THE WAVE EQUATION





electron





ASCOLTA

esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



esercizi

esercizi

PARTE

204




































esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



esercizi


205




















En = minus Kn2


















esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



esercizi

206



a) 1s22s22p3

b) 1s22s22p63s23p63d54s2

c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4

d) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

e) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1




b) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5




d) 1s22s22p63s23p63d64s24p64d105s2





a) 3d94s24p1

b) 3d104s24p55s1

c) 3d104s24p65s04d2

d) 3d104s24p1

e) 3d104s24p5

f) 3d94s14p1













a) 2s2

b) 2d5

c) 3f10

d) 5s3 e) 8s1 f) 6d5


2s 2p1s


2s 2p1s

esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



esercizi


207

CAPITOLO11

Review


a) Z = 13 b) Z =31 c) Z = 52 d) Z = 29 e) Z =41 f) Z =58




Ndegatomico

Ndegneutroni

Ndegmassa

Simbolo isotopo


N =38 A =69

Z =53 N = 74

Z = 13 A = 27

N =24 A = 45

N =16 3115P

A =40 1s22s22p63s23p64s1



















a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1



Dalla struttura atomica alle soluzioni

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