L’ATOMO
LA TEORIA ATOMICA
JOHN DALTON
LE PARTICELLE SUBATOMICHE
*PROTONI
MASSA DI 1,673× 10-27 KG
CARICA POSITIVA p+
NEUTRONI
MASSA DI 1,673× 10-27 KG
CARICA NEUTRA
n0
ELETTRONI
MASSA DI 9,11 × 10-31 Kg TRASCURABILE
CARICA NEGATIVA e-
I MODELLI ATOMICI
SONO ISOTOPI TUTTI QUEGLI ATOMI CHE PUR APPARTENENDO AD UNO STESSO ELEMENTO CHIMICO HANNO NUMERO DI MASSA DIFFERENTE E PRESENTANO LE STESSE PROPRIETÀ CHIMICHE.
NUMERO ATOMICO Z = p+
NUMERO DI MASSA A = p+ + n0
GLI ELETTRONI NELL’ATOMO
LA NATURA ONDULATORIA DELLA LUCE
QUANTI E FOTONI, LA NATURA CORPUSCOLARE DELLA LUCE
c = λ × ν
λ × ν = 3× 108m/s
c = 300 000 km/s
La teoria ondulatoria della luce che si basava su un flusso continuo di energia fu messa in discussione nel 1900, dal fisico tedesco Max Planck, che propose per la luce una nuova teoria, la teoria quantistica. Secondo tale teoria la luce sarebbe formata da tanti pacchetti di energia detti quanti o fotoni, quindi la luce non è data da un flusso continuo di energia.
Energia di un fotone
E ν =h × ν frequenza Costante di Planck (6,6 × 10-34)
La teoria di Planck non fu immediatamente accettata perché non aveva basi sperimentali. Albert Einstein si servì della teoria di Planck per spiegare l’effetto fotoelettrico.
L’effetto fotoelettrico è la capacità posseduta da alcuni metalli di emettere elettroni se sono colpiti da una radiazione luminosa
La luce interagisce con la materia. GLI ATOMI DI UN ELEMENTO CHIMICO, EMETTONO ENERGIA SOTTOFORMA DI RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE, L’INSIEME DI QUESTE RADIAZIONI PRENDE IL NOME DI SPETTRO DI EMISSIONE DI QUELL’ELEMENTO.LO SPETTRO A RIGHE INVECE È DATO DA UN GAS RAREFATTO, SE IL GAS È FORMATO DA ATOMI, IN ESSO SONO VISIBILI RIGHE SOTTILI DI DIVERSO COLORE, LO SPETTRO È A BANDE SE IL GAS È FORMATO DA MOLECOLE.
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LO SPETTRO A RIGHE INVECE È DATO DA UN GAS RAREFATTO, SE IL GAS È FORMATO DA ATOMI, IN ESSO SONO VISIBILI RIGHE SOTTILI DI DIVERSO COLORE, LO SPETTRO È A BANDE SE IL GAS È FORMATO DA MOLECOLE. DALL’ESAME DELLO SPETTRO SI POSSONO RICONOSCERE GLI ELEMENTI CHIMICI.
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MODELLO ATOMICO DI BOHR
LA DUPLICE NATURA DELL’ELETTRONE
IL MODELLO ATOMICO DI BOHR CALCOLAVA IN MANIERA EFFICIENTE LA LUNGHEZZA D’ONDA DELLO SPETTRO DELL’IDROGENO, MA NON ERA ALTRETTANTO VALIDO CON ATOMI PIÙ COMPLESSI CHE PRESENTAVANO PIÙ ELETTRONI.
LUIS DE BROGLIE IPOTIZZÒ PER GLI ELETTRONI UNA DUPLICE NATURA CORPUSCOLARE ED ONDULATORIA.EGLI AFFERMÒ CHE ALL’ELETTRONE DOTATO DI MASSA M E VELOCITÀ V FOSSE ASSOCIATA UNA LUNGHEZZA D’ONDA
Il principio di indeterminazione di Heisenberg
W. K. HEISENBERG AFFERMÒ CHE NON È POSSIBILE CONOSCERE LA POSIZIONE E LA VELOCITÀ NELLO STESSO ISTANTE.
ORBITALE ATOMICO
ESPRIME LA PROBABILITÀ DI TROVARE L’ELETTRONE NELL’ATOMO.
GLI ORBITALI NON SONO TUTTI UGUALI , VARIANO PER LIVELLO ENERGETICO, FORMA E ORIENTAMENTO SPAZIALE; QUESTE CARATTERISTICHE VENGONO DEFINITE DA TRE NUMERI INTERI DETTI NUMERI QUANTICI, (N, L, M).
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UN QUARTO NUMERO QUANTICO DETTO DI SPIN
LO SPIN È LA PROPRIETÀ CHE POSSIEDONO GLI ELETTRONI DI RUOTARE SU SE STESSI
ESSO PUÒ ASSUMERE SOLO DUE VALORI: +1/2 SE ESSO RUOTA IN SENSO ORARIO; -1/2 SE L’ELETTRONE RUOTA IN SENSO ANTIORARIO, INDICATI DAL SIMBOLO ↑↓
PRINCIPIO DI ESCLUSIONE: DUE ELETTRONI POSSONO TROVARSI IN UN ORBITALE SOLO SE HANNO SPIN ANTIPARALLELO
LA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA
LA DISPOSIZIONE DEGLI ELETTRONI ALL’INTERNO DEGLI ORBITALI ATOMICI È DETTA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA, ESSA PUÒ ESSERE RAPPRESENTATA GRAFICAMENTE CON DEI QUADRATINI CHE RAPPRESENTANO GLI ORBITALI.
UN ELETTRONE OCCUPA L’ORBITALE DISPONIBILE A PIÙ BASSA ENERGIA
IN UN ORBITALE NON POSSONO ESSERVI PIÙ DI DUE ELETTRONI ED AVERE SPIN OPPOSTO, CIOÈ ANTIPARALLELO
IL PRINCIPIO DI HUND AFFERMA CHE SE VI SONO PIÙ ORBITALI CON LA STESSA ENERGIA, DETTI DEGENERI, GLI ELETTRONI TENDONO AD OCCUPARE IL MAGGIOR NUMERO DI ESSI
TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
DIMITRI MENDELEEV STABILÌ UN SISTEMA PER CLASSIFICARE GLI ELEMENTI CHIMICI, FISSANDO UNA RELAZIONE TRA PROPRIETÀ DEGLI ELEMENTI E MASSA ATOMICA
FU HENRY MOSELEY CHE LI ORDINO’ IN RELAZIONE AL NUMERO ATOMICO, NE CONSEGUE CHE LE PROPRIETÀ CHIMICHE DEGLI ELEMENTI VARIANO IN MANIERA PERIODICA, AD INTERVALLI REGOLARI, AL CRESCERE DEL NUMERO ATOMICO E NON DELLA MASSA ATOMICA, COME AVEVA INIZIALMENTE PROPOSTO MENDELEEV.
LE COLONNE DELLA TAVOLA PERIODICA PRENDONO IL NOME DI GRUPPI, LE RIGHE SONO I PERIODI. OGNI GRUPPO CONTIENE ELEMENTI CHE HANNO LA STESSA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA E QUINDI SIMILI PROPRIETÀ CHIMICHE E FISICHE
LA CLASSIFICAZIONE DEI GRUPPI È FATTA DA NUMERI CHE VANNO DA 1 A 18. ALCUNI GRUPPI ASSUMONO NOMI PARTICOLARI: ALOGENI, METALLI ALCALINI, METALLI ALCALINO-TERROSI E GAS NOBILI.
I PERIODI SONO 7 E OGNUNO CORRISPONDE AD UN LIVELLO ENERGETICO. LE QUATTRO AREE RETTANGOLARI PRENDONO IL NOME DI BLOCCHI, AD OGNUNO CORRISPONDE UN SOTTOLIVELLO ENERGETICO (S, P, D, F)
LE PROPRIETÀ PERIODICHE
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L’AFFINITÀ ELETTRONICA
L’ELETTRONEGATIVITÀ
L’ENERGIA DI IONIZZAZIONE
IL RAGGIO ATOMICO