Gli orbitali

Partiamo, come sempre, con un quiz.

Dai, cominciamo.

Quale delle seguenti affermazioni è scorretta, relativamente ad un atomo di carbonio?

a) E’ classificabile nel quarto gruppo della tavola periodica
b) Possiede una energia di ionizzazione maggiore di quella dell’atomo di sodio
c) Possiede un raggio atomico maggiore di un atomo di potassio
d) Dispone di più di un elettrone nei propri orbitali “p” appartenenti al secondo livello energetico
e) Nessuna delle precedenti alternative è corretta

Hai scelto un’alternativa? 

Bene, ti guido alla soluzione.

Il carbonio è un elemento appartenente al quarto gruppo della tavola e si colloca, entro questa, nel secondo periodo.

Questo vuol dire che un atomo di carbonio possiede 4 elettroni nel proprio livello energetico più esterno (il secondo, appunto, dal momento che si colloca nel secondo periodo).

Il secondo livello energetico si compone di un orbitale “s”, sferico, che contiene al massimo 2 elettroni, ed un sottolivello “p”, che comprende 3 orbitali (definiti degeneri), ognuno dei quali può ospitare al massimo due elettroni. Dal momento che il carbonio si colloca nel quarto gruppo, sono proprio 4 gli elettroni che dovremo ripartire tra l’orbirale “s” e gli orbitali “p”.

In particolare, inseriamo due elettroni in “s” e due eletroni nel sottolivello “p”, ogni elettroni ad occupare un diverso orbitale degenere, rispettando dunque il principio di massima molteplicità di Hund.

Valutiamo ora due proprietà periodiche: energia di ionizzazione e raggio atomico.

L’energia di ionizzazione cresce nella tavola salendo in un gruppo e procedendo verso destra in un periodo, dunque un atomo come quello di carbonio possiede una energia di ionizzazione certamente superiore a quella tipica del sodio, il quale si colloca molto più a sinistra del carbonio (nonchè un po’ più in basso, cioè nel terzo periodo).

Il raggio atomico, invece, cresce procedendo verso il basso in un gruppo e procedendo verso SINISTRA nella tavola, in maniera completamente opposta a quanto detto per l’energia di ionizzazione. Dunque il potassio, nel primo gruppo (come il sodio) e quarto periodo possiede un raggio atomico più grande dell’atomo di carbonio, molto più a destra e più in alto nella tavola.

Risposta corretta C, ci sei?

Se non riesci a fare a meno degli orbitali, abbiamo scritto una dispensa anche su livelli e sottolivelli energetici.

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