Un percorso didattico del FabLab Bergamo
Costruisci la configurazione elettronica. Ruota gli orbitali. Scopri come le nuvole di probabilità descrivono la struttura di un elemento.
OSSERVA · CONFRONTA · COMPRENDI
Inserisci gli elettroni uno alla volta. Leggi i diagrammi degli orbitali, confronta i totali per guscio e osserva Aufbau, Hund e Pauli. La lezione sul riempimento copre tutti i 118 elementi, inclusi i sottolivelli d e f.
Apri l’animazione del riempimento →Apri il visualizzatore e scegli gli orbitali dell’idrogeno. Ruota la nuvola di probabilità per osservare lobi e nodi da diversi angoli. I numeri quantici descrivono lo stato; i punti ne mostrano la distribuzione spaziale.
Apri il visualizzatore 3D (EN) →Nel visualizzatore, scegli Element Explorer. Confronta gli elementi e usa la dissezione per ispezionare i sottolivelli occupati. Questo modello atomico più ampio affianca la lezione introduttiva sul riempimento.
Esplora gli elementi (EN) →| Termine | Significato | Capacità elettronica |
|---|---|---|
| Guscio | Un livello principale identificato da n, per esempio n = 2. | Al massimo 2n² |
| Sottolivello | Una famiglia all’interno di un guscio: s, p, d o f. | 2, 6, 10 o 14 |
| Orbitale | Uno stato spaziale del sottolivello, rappresentato da un riquadro. | Al massimo 2, con spin opposti |
I gusci non si riempiono semplicemente uno dopo l’altro: il 4s inizia prima del 3d. Osserva il calcio per distinguere la capacità di un guscio dagli elettroni effettivamente presenti.
Per approfondire, segui il percorso dalla funzione d’onda alla nuvola di probabilità rotante. Le guide tecniche sono in inglese.
Come le funzioni angolari e radiali diventano distribuzioni campionabili.
Come si preparano le tabelle radiali degli orbitali e degli atomi.
Come le coordinate campionate diventano i punti disegnati sullo schermo.
Approfondisci schermaggio, modelli radiali e struttura di un atomo completo.
No. Ogni punto è una possibile posizione campionata. Insieme mostrano una distribuzione spaziale di probabilità, anziché una traiettoria intorno al nucleo.
Indicano gli stati di spin degli elettroni. Le due frecce nello stesso riquadro devono essere opposte; gli orbitali di pari energia si occupano singolarmente prima di formare coppie.
Per l’idrogeno si usa la soluzione esatta non relativistica. Dall’elio all’uranio si usano orbitali radiali calcolati con LDA; per gli elementi più pesanti un’approssimazione idrogenoide con schermaggio. Dimensioni e nodi derivano da questi modelli. Il riempimento aggiunge contributi dell’atomo neutro finale, senza ricalcolare uno ione a ogni passo.