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Gli elettroni possono sistemarsi solo a certe distanze dal nucleo, formando così una sorta di
strati o gusci elettronici, a ciascuno dei quali compete una certa energia caratteristica, detta
livello energetico. I livelli energetici sono quantizzati, possono cioè possedere solo certi
valori di energia. Ogni livello energetico può contenere solo un certo numero di elettroni,
caratteristico del livello. Gli elettroni tendono ad occupare sempre il livello energetico libero più
basso (più vicino al nucleo) fino a saturarlo e solo allora si dispongono in livelli energetici più
esterni.
Un elettrone può passare da un livello più interno di energia Ei ad uno più esterno libero di
energia Ee, solo se gli viene fornita esattamente la quantità di energia Ee-Ei. In altre parole se
sono quantizzati i livelli energetici, allora sono quantizzate anche le differenze di energia tra i
livelli (dislivelli energetici quantizzati). Ciò significa che ogni atomo può assorbire solo certe
quantità di energia caratteristiche. Come abbiamo appena detto, quando un atomo assorbe
energia un elettrone passa da un livello più interno ad uno più esterno (salto quantico o
transizione elettronica) e l’atomo si viene a trovare in una situazione di instabilità (stato
eccitato). Quando l’elettrone ritorna al livello energetico di partenza, viene restituita
esattamente la medesima quantità di energia assorbita e l’atomo riacquista stabilità (stato
fondamentale).
Nel primo livello energetico, quello più vicino al nucleo, possono essere ospitati non più di 2
elettroni (vi è solo un orbitale s)
Nel secondo livello energetico altri 2 elettroni come in precedenza più altri 6. Si tratta in realtà
di due sottolivelli il primo con 2 elettroni (1 orbitale s) ed il secondo con 6 elettroni (3 orbitali
p) per un totale di 8 elettroni.
Nel terzo livello 2 + 6 + 10 elettroni (3 sottolivelli: 1 orbitale s + 3 orbitali p + 5 orbitali d) per
un totale di 18 elettroni.
Nel quarto livello 2 + 6 + 10 + 14 elettroni (4 sottolivelli: 1 orbitale s + 3 orbitali p + 5 orbitali
d + 7 orbitali f) per un totale di 32 elettroni.
I livelli successivi presentano al massimo 4 sottolivelli. Gli atomi più pesanti, come l’Uranio,
hanno elettroni a sufficienza per occupare 7 livelli energetici, senza tuttavia riuscire a riempirli
completamente.
Gli atomi utilizzano gli elettroni del loro livello energetico più esterno (elettroni superficiali o
elettroni di valenza) per interagire tra loro. Il tipo di reazioni che possono fare dipende
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