Orbitali di tipo p: numeri quantici

Calcoli matematici e evidenze sperimentali indicano che gli orbitali p hanno due lobi con fase opposta indicate con il segno + e – rispettivamente a causa della presenza di un piano nodale ovvero di un piano su cui l’elettrone ha probabilità nulla di esistenza situato all’intersezione degli assi.

Un orbitale è la regione dello spazio in cui vi è una probabilità maggiore del 90% di trovare l’elettrone.

Secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, non possono essere determinati simultaneamente la posizione e la quantità di moto dell’elettrone.

Numeri quantici

Gli orbitali p sono caratterizzati dall’avere il numero quantico secondario l pari a 1 e pertanto l’orbitale p con minore energia è l’orbitale 2p.

Poiché i valori del numero quantico magnetico m vanno da -l a +l compreso lo zero quando l = 1 vi sono tre numeri quantici magnetici che assumono, rispettivamente, valori -1, 0 e +1.

orbitali p da Chimicamo
orbitali p

Si individuano così tre orbitali p aventi la stessa energia ovvero degeneri che vengono chiamati px, py e pz.
Questi tre orbitali p sono perpendicolari tra loro essendo px simmetrico rispetto all’asse x, py simmetrico rispetto all’asse y e pz simmetrico rispetto all’asse z.
L’energia di un orbitale 2p è di poco maggiore rispetto a quella di un orbitale 2s.

Configurazione elettronica

Un orbitale p può contenere un massimo di sei elettroni secondo il principio di esclusione di Pauli e questi elettroni, nel caso di un orbitale 2p, sono caratterizzati dall’avere i seguenti numeri quantici:

2 1 – 1 + ½
2 1 – 1 – ½
2 1 0 + ½
2 1 0 – ½
2 1 +1 -+½
2 1 +1 – ½

 

Pertanto la configurazione elettronica del neon che ha 10 elettroni è 1s2, 2s2, 2p2.

I tre elettroni dell’azoto presenti  nell’orbitale 2p si distribuiscono uno in px, uno in py e uno in pz secondo la regola di Hund e i loro numeri quantici sono:

2 1 – 1 + ½
2 1 0 + ½
2 1 +1
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