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Home Chimica

Orbitali di tipo d

di Chimicamo
30 Ottobre 2021
in Chimica, Chimica Generale
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Orbitali di tipo d-chimicamo

Orbitali di tipo d-chimicamo

Gli orbitali di tipo d, contrariamente agli orbitali di tipo s che sono caratterizzati dall’avere un numero quantico secondario pari a zero e a quelli di tipo p per i quali vale 1, hanno un numero quantico secondario pari a 2.

Sommario nascondi
1 Forma
2 Separazione del campo dei leganti

Il numero quantico secondario ha un valore massimo pari a n-1 essendo n il numero quantico principale. Si ha quindi  che gli atomi in cui sono presenti orbitali di tipo d devono avere un numero quantico principale pari almeno a 4. Infatti gli elementi del 4° Periodo ad eccezione del potassio e del calcio che hanno una configurazione elettronica rispettivamente [Ar]4s1 e [Ar]4s2 presentano tutti elettroni negli orbitali d.

Forma

Poiché gli orbitali d sono caratterizzati da l = 2 il numero quantico magnetico assume valori -2, -1, 0, +1 e +2

Vi sono quindi 5 orbitali degeneri di tipo d ovvero:

    • dz2
    • dxy 
    • dxz
    • dyz 
    • dx2-y2

Pertanto possono essere presenti un massimo di 10 elettroni

orbitali d-chimicamo

Per gli orbitali dxy, dxz, dyz la massima probabilità di trovare gli elettroni è a 45° rispetto agli assi cartesiani. Per gli orbitali dx2- y2, dz2 invece la massima probabilità è lungo gli assi.

Se uno ione è circondato da un campo avente simmetria sferica di cariche negative, a causa dell’effetto repulsivo tra il campo negativo e gli elettroni che occupano l’orbitale d, si verifica un aumento dell’energia degli orbitali d nella stessa misura. Se invece la simmetria è di tipo ottaedrico quando i leganti si avvicinano allo ione metallico gli elettroni d vengono respinti dalle cariche puntiformi con un effetto destabilizzante che dipende dalla forma del complesso e dalla direzionalità degli orbitali d.

Se i sei legami sono posti nelle direzioni di un sistema di assi cartesiano a causa della loro simmetria gli orbitali

dx2- y2, dz2 puntano direttamente verso i leganti mentre gli altri tre sono diretti tra i leganti in quanto presentano i lobi lungo le bisettrici tra i due assi.

  Cristallinità dei polimeri

Si verifica quindi una maggiore destabilizzazione degli elettroni che si trovano in dx2- y2 e dz2 rispetto a quelli che si trovano in dxy, dxz, dyz .La prima coppia infatti punta direttamente verso i leganti verso i quali c’è una maggior repulsione rispetto a quanto si verifica per la seconda coppia.

Separazione del campo dei leganti

Il risultato è che gli elettroni d inizialmente degeneri si suddividono in due gruppi:

  • il primo costituito dagli orbitali dx2- y2, dz2 doppiamente degenere a energia maggiore (eg)
  • il secondo tre volte degenere costituito dagli orbitali dxy, dxz, dyz a energia minore (t2g).

Poiché l’energia media degli orbitali si mantiene costante all’innalzamento di energia degli orbitali dx2- y2, dz2 corrisponde un abbassamento di energia degli orbitali dxy, dxz, dyz.

La differenza di energia, detta di separazione del campo dei leganti, che viene in genere indicata con Δ e nel caso di simmetria ottaedrica con Δo costituisce una misura della repulsione elettrostatica tra gli elettroni d dello ione metallico e le cariche puntiformi dei leganti.

I fattori che influenzano il valore di Δ sono:

  • Tipo e dimensioni del legante
  • Forza di legame tra il legante e lo ione metallico
  • La geometria e il numero di coordinazione del complesso
  • Il numero di ossidazione del catione metallico

I  leganti inducono una separazione di campo cristallino diversa. Quelli che provocano un elevato valore di Δ sono detti leganti a campo forte. Invece quelli che provocano un Δ inferiore sono detti leganti a campo debole.

I leganti vengono quindi classificati in base alla loro capacità di provocare una separazione di campo cristallino secondo una serie detta serie spettrochimica

Tags: formalegantinumeri quanticinumero quantico magneticonumero quantico secondarioorbitali porbitali sSeparazione del campo dei leganti

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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