Cos’è un orbitale P?

Un orbitale p è il tipo di orbitale atomico in cui si trova un elettrone che si trova nel secondo sottolivello più basso di un guscio elettronico o livello di energia principale in un dato atomo. In altre parole, gli orbitali p rappresentano i secondi sottolivelli energetici all’interno di ciascun guscio o livello energetico principale.

Secondo la teoria quantistica, gli elettroni in un atomo non possono essere localizzati da nessuna parte, ma sono confinati in regioni dello spazio chiamate orbitali atomici. Questi orbitali sono divisi in diversi livelli energetici e sottolivelli, e gli orbitali p rappresentano uno di questi sottolivelli. Rappresentano infatti il ​​secondo sottolivello in ordine crescente di energia. Altri tipi di orbitali atomici sono gli orbitali s, d e f.

Come si vedrà in seguito, l’orbitale p in p deriva dalla parola polare, e si riferisce al fatto che i diversi orbitali p puntano verso i poli opposti degli assi delle coordinate cartesiane.

p numeri quantici orbitali

Gli orbitali atomici sono definiti dai primi tre numeri quantici che sono:

• n – Numero quantico principale o livello di energia (può assumere qualsiasi numero naturale da 1 in poi, cioè 1, 2, 3, …)
• l – Numero quantico secondario o momento angolare (può assumere solo valori da 0 a n-1)
• m _l – Numero quantico magnetico (può assumere solo valori interi compresi tra –l e l)

Ciò che definisce il tipo di orbitale è il numero quantico secondario, l, o numero del momento angolare. La tabella seguente mostra i valori di l per i diversi tipi di orbitali

Come si vede, gli orbitali p sono caratterizzati dall’avere un momento angolare pari a 1. Ma, per ogni livello energetico, il momento angolare può assumere solo valori compresi tra 0 e n-1 . Per questo motivo nel livello n=1 non possono esserci orbitali p, poiché, in questo caso, l può essere solo zero.

In poche parole, dal livello 2 in poi possiamo trovare gli orbitali p, e questi si differenziano anteponendo il valore di n (2p, 3p, 4p, ecc.)

Forma dell’orbitale p

Gli orbitali atomici descrivono una regione nello spazio in cui è probabile trovare un elettrone che ruota attorno al nucleo. A seconda del tipo di orbitale in questione, detta regione avrà una forma particolare. Nel caso degli orbitali s, ad esempio, è una sfera, ma nel caso degli orbitali p, questi hanno la forma di due lobi o sfere appiattite con il nucleo tra i due. Puoi immaginare un orbitale p come prendere due palloncini della stessa dimensione e legarli insieme alle estremità inferiori.

Sebbene questo sia il modo comune in cui sono rappresentati gli orbitali atomici, è importante capire che in realtà non hanno confini così netti come suggerisce l’immagine. In effetti, queste cifre corrispondono all’area in cui è più probabile che si trovi l’elettrone, ma l’elettrone può trovarsi al di fuori di questa regione dello spazio ed essere ancora in un orbitale p.

Un modo più realistico di considerare gli orbitali p è come una densità di punti che sono più concentrati vicino al nucleo e più distanti man mano che ci allontaniamo da esso. Questo può essere meglio compreso osservando la figura seguente.

Questa figura fornisce un’immagine più realistica di cosa sia un orbitale p. Come si vede, la densità dei punti è maggiore in una regione che ha una forma simile a quella mostrata nella prima figura, ma non esiste un confine definito che racchiuda un orbitale p, né alcun altro orbitale atomico, sì andiamo.

Un punto chiave riguardo agli orbitali p è che il piano che separa i due lobi è quello che è noto come piano nodale. Ciò significa che è l’unica regione dello spazio in cui un elettrone p non può mai trovarsi (la probabilità di trovare un elettrone p nel piano nodale è 0).

Orientamento degli orbitali p

Gli orbitali atomici possono avere orientamenti diversi a seconda del loro numero quantico magnetico _, ml . Poiché ci sono 3 possibili valori di momento magnetico per gli orbitali p (-1, 0, +1), allora ci sono 3 diversi orbitali p che puntano in tre direzioni diverse.

Questi orientamenti coincidono con le direzioni dei tre assi delle coordinate cartesiane, x, y e z , quindi questi orbitali p sono chiamati rispettivamente np _x , np _y e np _z (qui n si riferisce al livello di energia). nella figura seguente.

Esempi di orbitali p

• 4p _x rappresenta un orbitale p nel quarto livello di energia (n=4) orientato lungo l’asse x.
• 2p _z rappresenta un orbitale p nel secondo livello di energia (n=2) orientato lungo l’asse z.
• 3p _y rappresenta un orbitale p al terzo livello energetico (n=3) orientato lungo l’asse y.

Riferimenti

Barradas S., Francisco (2016). Orbitali nell’educazione chimica: un’analisi attraverso la sua rappresentazione grafica. Tesi di dottorato. Estratto da https://eprints.ucm.es/id/eprint/40501/1/T38136.pdf

Numeri quantici (14 gennaio 2020). Estratto da https://cursoparalaunam.com/los-numeros-cuanticos

Merriam Webster. (nd). orbitale pag. Nel dizionario Merriam-Webster.com . Estratto da https://www.merriam-webster.com/dictionary/p%20orbital

Orbitali atomici e configurazione elettronica. (29 ottobre 2020). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/2310