28 Settembre 2022
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Cosa sono i gusci negli atomi?

Un guscio elettronico è la parte esterna di un atomo intorno al nucleo atomico. È un gruppo di orbitali atomici con lo stesso valore del numero quantico principale (n). I gusci di elettroni hanno uno o più sottogusci di elettroni, o sottolivelli. Il nome di gusci di elettroni deriva dal modello di Bohr, in cui si credeva che i gruppi di elettroni andassero intorno al nucleo a certe distanze, in modo che le loro orbite formassero “gusci”.

Introduzione

Cos’altro potremmo voler sapere sulla struttura di un atomo? Sappiamo che gli atomi contengono particelle caricate positivamente e negativamente, e che il numero di queste cariche in ogni atomo è diverso per ogni elemento. Sappiamo anche che le cariche positive sono concentrate in un minuscolo nucleo e che gli elettroni si muovono intorno al nucleo in uno spazio che è molto, molto più grande del nucleo.

Tuttavia, alcune delle domande più importanti che abbiamo posto nel precedente studio di sviluppo del concetto sono ancora senza risposta. Ricorda che abbiamo visto che il carbonio e l’azoto hanno masse atomiche molto simili. Ora possiamo aggiungere che questi elementi hanno numeri atomici molto simili, quindi i loro atomi hanno un numero simile di protoni ed elettroni. Ma il carbonio e l’azoto sono, nella maggior parte dei modi chimici e fisici, molto diversi. Allo stesso modo, alcuni elementi come il sodio e il potassio hanno numeri atomici molto diversi ma hanno proprietà chimiche e fisiche abbastanza simili. Sembra che confrontare le proprietà di due atomi diversi non sia molto facile da capire solo confrontando il numero di protoni ed elettroni che gli atomi contengono.

Per continuare a capire le risposte a queste domande, abbiamo bisogno di ancora più dettagli sulla struttura di ogni tipo di atomo. La conoscenza della configurazione elettronica dei diversi atomi è utile per capire la struttura della tavola periodica degli elementi. Il concetto è anche utile per descrivere i legami chimici che tengono insieme gli atomi.

Gusci

Un guscio elettronico può essere pensato come un’orbita seguita dagli elettroni intorno al nucleo di un atomo. Poiché ogni guscio può contenere solo un numero fisso di elettroni, ogni guscio è associato ad una particolare gamma di energia degli elettroni, e quindi ogni guscio deve riempirsi completamente prima che gli elettroni possano essere aggiunti ad un guscio esterno. Gli elettroni nel guscio più esterno determinano le proprietà chimiche dell’atomo (vedi guscio di valenza). Per una spiegazione del perché gli elettroni esistono in questi gusci vedi configurazione degli elettroni.

Figura (PageIndex<1>): Un diagramma dei gusci del litio (a sinistra) e del sodio (a destra)

I gusci degli elettroni sono etichettati K, L, M, N, O, P, e Q; o 1, 2, 3, 4, 5, 6, e 7; andando dal guscio più interno verso l’esterno. Gli elettroni nei gusci esterni hanno un’energia media più alta e viaggiano più lontano dal nucleo rispetto a quelli nei gusci interni. Questo li rende più importanti nel determinare come l’atomo reagisce chimicamente e si comporta come un conduttore, perché l’attrazione del nucleo dell’atomo su di loro è più debole e più facilmente rotto. In questo modo, la reattività di un dato elemento dipende fortemente dalla sua configurazione elettronica.

Elettroni di valenza

Il guscio di valenza è il guscio più esterno di un atomo allo stato grezzo, che contiene gli elettroni che più probabilmente spiegano la natura delle reazioni che coinvolgono l’atomo e delle interazioni di legame che ha con altri atomi. Gli elettroni di valenza sono elettroni che sono associati ad un atomo e che possono partecipare alla formazione di un legame chimico; in un singolo legame covalente, entrambi gli atomi nel legame contribuiscono con un elettrone di valenza per formare una coppia condivisa. La presenza di elettroni di valenza può determinare le proprietà chimiche dell’elemento e se può legarsi con altri elementi: Per un elemento del gruppo principale, un elettrone di valenza può trovarsi solo nel guscio elettronico più esterno.

Un atomo con un guscio chiuso di elettroni di valenza tende ad essere chimicamente inerte. Un atomo con uno o due elettroni di valenza in più di un guscio chiuso è altamente reattivo, perché gli elettroni di valenza extra sono facilmente rimossi per formare uno ione positivo. Un atomo con uno o due elettroni di valenza in meno di un guscio chiuso è anche altamente reattivo, a causa della tendenza a guadagnare gli elettroni di valenza mancanti (formando così uno ione negativo), o a condividere gli elettroni di valenza (formando così un legame covalente).

Come un elettrone in un guscio interno, un elettrone di valenza ha la capacità di assorbire o rilasciare energia sotto forma di fotone. Un guadagno di energia può far spostare (saltare) un elettrone in un guscio esterno; questo è noto come eccitazione atomica. Oppure l’elettrone può anche liberarsi dal guscio di valenza del suo atomo associato; questa è la ionizzazione per formare uno ione positivo. Quando un elettrone perde energia (causando così l’emissione di un fotone), allora può spostarsi in un guscio interno che non è completamente occupato.

Il numero di elettroni di valenza di un elemento può essere determinato dal gruppo della tavola periodica (colonna verticale) in cui l’elemento è classificato. Con l’eccezione dei gruppi 3-12 (i metalli di transizione), la cifra delle unità del numero del gruppo identifica quanti elettroni di valenza sono associati ad un atomo neutro di un elemento elencato in quella particolare colonna.

Tabella (PageIndex<1>)

Gruppo della tavola periodica Elettroni di valenza
Gruppo 1 (I) (metalli alcalini) 1
Gruppo 2 (II) (metalli alcalini terrosi) 2
Gruppi 3-12 (metalli di transizione) 2*
Gruppo 13 (III) (gruppo del boro) 3
Gruppo 14 (IV) (gruppo del carbonio) 4
Gruppo 15 (V) (pnictogeni) 5
Gruppo 16 (VI) (calcogeni) 6
Gruppo 17 (VII) (alogeni) 7
Gruppo 18 (VIII o 0) (gas nobili) 8**

* Il metodo generale per contare gli elettroni di valenza non è generalmente utile per i metalli di transizione.

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Cosa sono i gusci intorno al nucleo?

Visto semplicemente, gli elettroni sono disposti in gusci attorno al nucleo di un atomo. Gli elettroni più vicini al nucleo avranno l’energia più bassa. Gli elettroni più lontani dal nucleo avranno un’energia più alta.

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Come sono chiamati i gusci degli elettroni?

Chiamato anche orbitale o guscio atomico, è usato per descrivere la regione discreta occupata dagli elettroni intorno al nucleo di un atomo. I gusci degli elettroni sono talvolta chiamati livelli di energia perché gli elettroni contengono energia. Gli elettroni vicini al nucleo hanno meno energia di quelli più lontani.

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Perché gli elettroni sono gusci?

Gli elettroni negli atomi occupano livelli di energia, chiamati anche gusci elettronici, al di fuori del nucleo. Diversi gusci possono contenere diversi numeri massimi di elettroni. Gli elettroni in un atomo occupano prima il livello energetico più basso disponibile. Quando questo guscio è pieno, gli elettroni iniziano ad occupare il livello energetico successivo.

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Perché gli atomi hanno dei gusci?

Un guscio elettronico può essere pensato come un’orbita seguita dagli elettroni intorno al nucleo di un atomo. Poiché ogni guscio può contenere solo un numero fisso di elettroni, ogni guscio è associato a una particolare gamma di energia degli elettroni, e quindi ogni guscio deve riempirsi completamente prima che gli elettroni possano essere aggiunti a un guscio esterno.Jun 5, 2019

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Qual è la differenza tra orbitali e gusci?

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Da cosa è composto il guscio di un atomo?

Particelle atomiche Gli atomi sono composti da tre particelle fondamentali: protoni, elettroni e neutroni. Il nucleo (centro) dell’atomo contiene i protoni (con carica positiva) e i neutroni (senza carica). Le regioni più esterne dell’atomo sono chiamate gusci elettronici e contengono gli elettroni (caricati negativamente).

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Cosa si intende per guscio in fisica?

In chimica e fisica atomica, un guscio elettronico può essere pensato come un’orbita seguita dagli elettroni intorno al nucleo di un atomo. Per una spiegazione del perché gli elettroni esistono in questi gusci, vedi configurazione degli elettroni. Ogni guscio consiste di uno o più sottogusci, e ogni sottoguscio consiste di uno o più orbitali atomici.

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Che cosa è un guscio in biologia?

Un guscio è uno strato esterno duro e rigido, che si è evoluto in una varietà molto ampia di animali diversi, tra cui molluschi, ricci di mare, crostacei, tartarughe e testuggini, armadilli, ecc I nomi scientifici per questo tipo di struttura includono esoscheletro, test, carapace e peltidio.

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Che cosa è guscio in chimica?

Un guscio elettronico è la parte esterna di un atomo intorno al nucleo atomico. È un gruppo di orbitali atomici con lo stesso valore del numero quantico principale n. I gusci di elettroni hanno uno o più sottogusci di elettroni, o sottolivelli.Jun 5, 2019

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Cos’è un guscio in chimica?

In chimica e fisica atomica, un guscio elettronico può essere pensato come un’orbita seguita dagli elettroni intorno al nucleo di un atomo. Per una spiegazione del perché gli elettroni esistono in questi gusci vedi configurazione degli elettroni. Ogni guscio consiste di uno o più sottogusci, e ogni sottoguscio consiste di uno o più orbitali atomici.

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Cos’è un guscio e un sottoguscio di un atomo?

Gli elettroni in un atomo sono disposti in gusci che circondano il nucleo, con ogni guscio successivo più lontano dal nucleo. I gusci di elettroni consistono in uno o più sottogusci, e i sottogusci consistono in uno o più orbitali atomici.

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