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Luce ed elettroni
UNITÀ
C2
43
Se soffermiamo l’attenzione sugli otto elettroni del livello energetico contrad
distinto da
n
=
2, è possibile fare una ulteriore suddivisione. Considerando
per esempio le energie di ionizzazione degli elettroni da 3 a 10 del neon, si
nota che gli ultimi due elettroni presentano valori di energia non in linea con
i primi sei (
Figura 19
, dettaglio).
All’interno di uno stesso livello vi sono dunque due gruppi di elettroni che
si differenziano per i valori di energia posseduta. I due gruppi individuano
così due
sottolivelli
la cui presenza era già stata determinata da Sommerfeld
quando aveva introdotto un nuovo numero quantico collegato alla forma delle
orbite degli elettroni di un dato livello di energia.
Un’analisi estesa a tutti gli elementi noti ci permette di stabilire che:
per ogni livello di energia c’è un numero di sottolivelli uguale al suo numero quantico
principale
n
;
il numero massimo di elettroni che può essere ospitato in un livello di energia è 2
n
2
.
Esiste pertanto un solo sottolivello per il primo livello di energia (
n
=
1)
che in totale può ospitare due elettroni. Nel secondo livello (
n
=
2), invece,
possono stare al massimo otto elettroni (2
?
2
2
) distribuiti in due sottolivelli.
Nel terzo livello (
n
=
3) trovano posto tre sottolivelli, per un massimo di 18
elettroni, quattro nel quarto, per complessivi 32 elettroni e così via. I sottoli-
velli vengono contraddistinti con un numero che indica il livello di energia
e una lettera che indica il sottolivello. Nelle normali condizioni, cioè per
atomi privi di elettroni eccitati, risultano popolati però solo i sottolivelli
indicati nella
Tabella 1
.
?
7.
A partire dalle misure delle energie di ionizzazione successive
per lo zolfo riportate nella tabella seguente, costruisci un
grafico simile a quello della Figura 22 che mostri la disposizione
dei suoi elettroni.
Elettrone
Energia
Elettrone
Energia
allontanato di ionizzazione allontanato di ionizzazione
(kJ
?
mol
–
1
)
(kJ
?
mol
–
1
)
1
1000
9
36621
2
2258
10
43177
3
3377
11
48710
4
4563
12
54460
5
6996
13
62930
6
8494
14
68216
7
27112
15
311046
8
31723
16
337137
8.
Sai spiegare perché, come illustrato nella Figura 23, l’energia di
ionizzazione di uno stesso sottolivello cresce con il crescere del
numero atomico?
Livello
Sottolivello
Elettroni
di energia
ospitabili
1
1s
2
2
2s
2
2p
6
3s
2
3
3p
6
3d
10
4s
2
4
4p
6
4d
10
4f
14
5s
2
5
5p
6
5d
10
5f
14
6
6s
2
6p
6
7
7s
2
7p
6
Tabella 1
Livelli e sottolivelli di energia
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