Differenza tra nodi radiali e angolari

Differenza principale - Nodi radiali vs angolari

Un orbitale atomico o elettronico è la regione di un atomo in cui è possibile trovare un elettrone con la più alta probabilità. Un atomo contiene protoni e neutroni al centro dell'atomo, che è chiamato nucleo. Non ci sono elettroni nel nucleo. Gli elettroni sono dispersi attorno al nucleo. Ma questi elettroni sono in movimento attorno al nucleo in specifici percorsi conosciuti come orbitali elettronici o gusci di elettroni. Questi gusci di elettroni sono composti da subshell. A seconda del numero quantico del momento angolare, una subshell contiene uno o più orbitali: s orbitali, p orbitali, d orbitali e f orbitali. Questi orbitali possono trovarsi in piani diversi. Ogni orbitale in un piano particolare è noto come a lobo. Gli elettroni si trovano all'interno di questi lobi. Ma ci sono aerei in cui non è possibile trovare elettroni. Questi sono chiamati nodi. Esistono due tipi di nodi come nodi radiali e nodi angolari. La principale differenza tra nodi radiali e nodi angolari è quella i nodi radiali sono sferici mentre i nodi angolari sono tipicamente piani piatti.

Aree chiave coperte

1. Cosa sono lobi e nodi
- Spiegazione di lobi e nodi
2. Cosa sono i nodi radiali
- Definizione, forma e determinazione
3. Cosa sono i nodi angolari
- Definizione, forma e determinazione
4. Quali sono le somiglianze tra nodi radiali e angolari
- Profilo delle caratteristiche comuni
5. Qual è la differenza tra nodi radiali e angolari
- Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Nodo angolare, Atomo, Orbita atomica, Elettrone, Guscio di elettrone, Lobo, Nodo, Nucleo, Nodo radiale, Numeri quantici

Cosa sono lobi e nodi

Prima di tutto, cerchiamo di capire bene cos'è un lobo. Come spiegato nell'introduzione, gli atomi sono composti da protoni, neutroni ed elettroni. Protoni e neutroni risiedono nel centro dell'atomo, che è chiamato nucleo. Ma non ci sono elettroni nel nucleo. Gli elettroni sono in continuo movimento attorno al nucleo. Non si muovono in percorsi casuali. Esistono percorsi specifici in cui è possibile localizzare gli elettroni. Questi sono conosciuti come gusci di elettroni. Un guscio di elettroni è una regione in cui un elettrone può risiedere con la più alta probabilità.

I gusci degli elettroni si trovano a distanze diverse dal nucleo. Hanno energie specifiche e discrete. Pertanto, questi gusci elettronici sono noti anche come livelli di energia. Questi sono chiamati come K, L, M, N, ecc. A partire dal più vicino al nucleo. Il più piccolo guscio elettronico ha l'energia più bassa.

Ogni guscio di elettroni è caratterizzato dall'uso di numeri quantici. I gusci di elettroni hanno sub-gusci. Queste sotto shell sono composte da orbitali. Questi orbitali sono diversi l'uno dall'altro sulla base del momento angolare degli elettroni in quegli orbitali. Questi orbitali hanno anche forme diverse. Le sotto shell sono nominate come s, p, d e f.

Le sub shell hanno lobi (orbitali) in piani diversi. Le lobi sono le regioni in cui risiedono gli elettroni. La dimensione, la forma e il numero di questi lobi sono diversi l'uno dall'altro per diversi orbitali.

Figura 1: Lobi di orbitali diversi

Come mostrato nell'immagine sopra, i lobi si trovano in piani diversi. I piani in cui non è possibile vedere orbitali sono chiamati nodi. Non ci sono elettroni nei nodi. Pertanto, i nodi sono le regioni in cui è possibile trovare una probabilità zero per un elettrone. Ad esempio, come indicato nell'immagine sopra, non ci sono orbitali per i piani d_xz e d_yz per il d_xy orbitale.

Cosa sono i nodi radiali

I nodi radiali sono regioni sferiche in cui la probabilità di trovare un elettrone è zero. Questa sfera ha un raggio fisso. Pertanto, i nodi radiali sono determinati radialmente. I nodi radiali si verificano quando il numero quantico principale aumenta. Il numero quantico principale rappresenta i gusci degli elettroni.

Quando si trovano nodi radiali, è possibile utilizzare la funzione di densità di probabilità radiale. La funzione di densità di probabilità radiale fornisce la densità di probabilità per un elettrone in un punto situato alla distanza r dal protone. La seguente equazione è usata per questo scopo.

Ψ (r, θ, Φ) = R (r) Y (θ, Φ)

Dove Ψ è la funzione d'onda, R (r) è il componente radiale (dipende solo dalla distanza dal nucleo) e Y (θ, φ) è il componente angolare. Un nodo radiale si verifica quando il componente R (r) diventa zero.

Cosa sono i nodi angolari

I nodi angolari sono piani piani (o coni) in cui la probabilità di trovare un elettrone è zero. Ciò significa che non possiamo mai trovare un elettrone in un nodo angolare (o qualsiasi altro). Mentre i nodi radiali si trovano a raggi fissi, i nodi angolari sono posizionati ad angoli fissi. Il numero del nodo angolare presente in un atomo è determinato dal numero quantico del momento angolare. I nodi angolari si verificano quando il numero quantico del momento angolare aumenta.

Somiglianze tra nodi radiali e angolari

Entrambi rappresentano le regioni in atomi dove non è possibile trovare un elettrone.
Entrambi i tipi dipendono dai numeri quantici.

Differenza tra nodi radiali e angolari

Definizione

Nodi radiali: I nodi radiali sono regioni sferiche in cui la probabilità di trovare un elettrone è zero.

Nodi angolari: I nodi angolari sono piani piani (o coni) in cui la probabilità di trovare un elettrone è zero.

Forma

Nodi radiali: I nodi radiali sono sferici.

Nodi angolari: I nodi angolari sono piani o coni.

Proprietà caratteristiche

Nodi radiali: I nodi radiali hanno raggi fissi.

Nodi angolari: I nodi angolari hanno angoli fissi.

Numero di nodi

Nodi radiali: Il numero di nodi radiali presenti in un atomo è determinato dal numero quantico principale.

Nodi angolari: Il numero di nodi angolari presenti in un atomo è determinato dal numero quantico del momento angolare.

Conclusione

I nodi sono regioni in atomi dove nessun elettrone può mai essere trovato. Esistono due tipi di nodi come nodi radiali e nodi angolari. La principale differenza tra nodi radiali e nodi angolari è che i nodi radiali sono sferici mentre i nodi angolari sono tipicamente piani piatti.

Riferimenti:

1. "Radial Nodes." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 8 gennaio 2017, disponibile qui.
2. "Orbitals elettronici." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 19 nov. 2017, disponibile qui.
3. "Orbita atomica". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 9 dicembre 2017, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. Orbitali a singolo elettrone "Di haade - Lavoro proprio, basato su varie fonti, schizzo di modelli NON generati dal computer (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

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