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innanzitutto devi aver presente il concetto di configurazione elettronica
in breve, gli elettroni non possono occupare lo stesso spazio a causa del principio di esclusione di Pauli, in quanto gli elettroni sono fermioni. dunque possiamo grosso modo determinare dove un elettrone può trovarsi! ...in realtà la risposta è ni, perché non puoi contemporaneamente sapere dove si trovi un elettrone e quale sia la sua velocità (principio di indeterminazione di heisenberg). in ogni caso, puoi esprimere la posizione di un elettrone tramite 4 numeri!
n l ml ms
questi sono i fantomatici numeri quantici: principale, orbitale, magnetico e di spin.
il primo, n, esprime il guscio, 'grosso modo' dal numero di s da cui devi partire. poi ad alti n questa cosa non è tanto vera, ma vabbè. può valere 1, 2, 3, .... ogni guscio contiene un numero diverso di sottogusci.
il secondo, l, aka 0, 1, 2, 3, esprime il sottoguscio, cioè s, p, d f. ogni sottoguscio contiene un numero diverso di elettroni, a diverse energie (2, 6, 10, 14). in genere per mandare un elettrone da uno stato s ad uno p superiore devi eccitare l'atomo con un bel film porno.
il terzo, il numero quantico magnetico, può assumere tutti i valori interi tra -l e +l. indica la componente del momento angolare orbitale dell'elettrone.
infine, il numro quantico di spin, che vale +1/2 o -1/2, indica il senso di rotazione dell'elettrone, e ti aiuta anche a capire perché nei sottogusci ci stiano tutti elettroni pari, quando essi sono al completo.
si chiama inoltre ultimo guscio di valenza, brutalmente, la parte relativa all'n più alto nella configurazione elettronica dell'atomo.
esempi: idrogeno 1s^1. il guscio di valenza è identico.
Neon: 1s^2 2s^2 2p^6. il guscio di valenza è 2s^2 2p^6.
In breve, i gas nobili si trovano a destra nella tavola periodica (ultima cvolonna) ed hanno questo guscio di valenza: Xs2p6, dove X è un numero quantico principale a scelta. Fa eccezione l'elio, che è solo 1s^2.
Se vai a fare il disegnino delle configurazioni elettroniche, ti accorgi che i gas nobili 'non hanno buchi' per altri elettroni, senza aumentare il numero quantico principale. questo implica che sia molto difficile togliere loro elettroni oppure far sì che loro li accettino, perché qualsiasi cambiamento risulterebbe in uno stato a maggiore energia, tuttavia gli elettroni scelgono la posizione in base alla regola di minimizzazione dell'energia. essi, difatti, si chiamano gas nobili perché un tempo si era notato come fosse impossibile fare composti con questi gas, che non si 'mischiano alla plebe' (proprio come ci sono i metalli nobili, che fanno lo stesso scherzo, tipo oro, argento etc.). Tuttavia i tempi erano ancora troppo immaturi. Oggi sappiamo che, a causa dell'aumento del volume molecolare e della conseguente minore influenza del legame elettromagnetico tra nucleo ed elettroni, per i gas nobili più grandi, cioè quelli in basso nella tabella, si sono trovati composti, ed anche parecchi per lo Xenon, ad esempio. Tuttavia fare elementi con l'elio, che è piccolo ed a 'guscio chiuso' (cioè configurazione elettronica completa), è tuttora un'impresa. Dovrai necessariamente bombardarlo di elettroni o dargli una scossa se speri che faccia composti con tungsteno, iodio, fluoro, zolfo e fosforo. Al giorno d'oggi, reagisce solo con quelli e solo in situazioni particolari, che ti ho spiegato.
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