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La struttura atomico-molecolare della materia e il legame chimico

Numeri quantici e livelli energetici

I numeri quantici n, l, m identificano gli orbitali occupati dagli elettroni di un atomo.

Il numero quantico principale n definisce il livello di energia dell'elettrone e la dimensione degli orbitali. Può assumere valori interi positivi: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 ……

Il numero quantico secondario l stablisce il numero dei sottolivelli in cui si differenzia ciascun livello. Ogni sottolivello raggruppa orbitali della stessa forma definita dal valore di l compreso tra 0 e n − 1.

Ogni sottolivello corrispondente a ciascun valore di l viene indicato con una lettera minuscola secondo il seguente schema:

valore di l 0 1 2 3 4
simbolos p dfg

Si parla quindi di orbitali di tipo s, orbitali di tipo p, orbitali di tipo d ecc.

Il numero quantico magnetico m. Determina il numero di orbitali appartenenti a ciascun sottolivello e il loro orientamento nello spazio. Gli orbitali di uno stesso sottolivello sono isoenergetici (degeneri); m può assumere tutti i valori interi da −l a +l, compreso lo zero. Per esempio, per l = 1, m = −1, 0, +1, ossia al sottolivello p appartengono tre orbitali degeneri orientati secondo gli assi cartesiani: px, py, pz.

Il numero quantico di spin, ms è legato al senso della rotazione, orario o antiorario, dell'elettrone attorno al proprio asse. Esso può assumere valore +1/2 e −1/2. Ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni (doppietto elettronico) con spin opposto.

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