LA STRUTTURA DELL'ATOMO
IL MODELLO DI RUTHERFORD DESCRIVE L'ATOMO COME UN PICCOLISSIMO NUCLEO CON GLI ELETTRONI CHE GIRANO INTORNO (VIENE CHIAMATO MODELLO NUCLEARE)
CHE BOHR RIPRENDE PERFEZIONANDOLO
IL NUOVO MODELLO PROPOSTO PER L'ATOMO DI IDROGENO SI BASA SULLE SEGUENTI ASSUNZIONI:
ALL'ELETTRONE SONO PERMESSE SOLO CERTE ORBITE, A CUI CORRISPONDONO DETERMINATI VALORI DI ENERGIA
PER PASSARE DA UN ORBITA ALL'ALTRA DI MAGGIORE LIVELLO ENERGETICO, L'ELETTRONE ASSORBE UN QUANTO DI ENERGIA FORNITA
L'ELETTRONE PERCORRE SOLTANTO DETERMINATE ORBITE STAZIONARIE
QUANDO UN ELETTRONE ''CADE'' SU UN LIVELLO DI ENERGIA INFERIORE EMETTE UN FOTONE DELLA GIUSTA FREQUENZA
L'ENERGIA DEL FOTONE EMESSO O ASSORBITO CORRISPONDE ALLA DIFFERENZA DI ENERGIA TRA LE 2 ORBITE
(L'ENERGIA DI IONIZZAZIONE)
LA IONIZZAZIONE E' UN PROCESSO IN CUI L'ENERGIA RICHIESTA PER STRAPPARE UN ELETTRONE DIPENDE DALLA FORZA CHE LEGA L'ELETTRONE AL NUCLEO E DALLA LORO RECIPROCA DISTANZA
MAGGIORE CARICA DEL NUCLEO= MAGGIORE L'ATTRAZZIONE
MAGGIORE DISTANZA = MINORE ATTRAZZIONE
L'ENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONE E' L'ENERGIA NECESSARIA PER RIMUOVERE UN ELETTRONE DALL'ATOMO STESSO
SI POSSONO ALLONTARE ANCHE UN 2°, 3°, 4° ELETTRONE, CHE EQUIVALGONO ALL'ENERGIA DI II, III, IV IONIZZAZONE
(LIVELLI E SOTTOLIVELLI)
GLI ELETRONI SONO SISTEMATI IN LIVELLI DI ENERGIA, NUMERATI DAL PIU' BASSO AL PIU' PICCOLO (ES: N=1, N=2 ECC.)
INOLTRE, QUESTI VALORI NON CRESCONO IN MODO REGOLARE, INFATTI UN FORTE AUMENTO PORTA A IPOTIZZARE L'ESISTENZA DI SOTTOLIVELLI DI CIASCUN LIVELLO
A SUDDIVIDERE CIASCUN LIVELLO ENERGETICO SONO I SOTTOLIVELLI
IL 1° E' COSTITUITO DA 1 SOLO, IL 2° DA 2, IL 3° DA 3, IL 4° DA 4 E COSI' VIA
QUESTI PRIMI 4 SOTTOLIVELLI VENGONO INDICATI CON LE LETTERE S(=2), P(=6), D(=10), F(=14)
INOLTRE PER N=1 VI SARANNO MASSIMO 2 ELETTRONI, PER N=2 MASSIMO 8 ELETTRONI E PER N=3 MASSIMO 18 ELETTRONI
QUESTO LIVELLO E' INDICATO DAL NUMERO QUANTICO PRINCIPALE N
QUELLO PIU' BASSO E' CHIAMATO STATO FONDAMENTALE
QUELLO PIU' ALTO E' CHIAMATO STATO ECCITATO
(L'ELETTRONE)
PER CAPIRE LA STRUTTURA DELL'ATOMO SI ANALIZZA UN MODELLO BASATO SULLE PROBABILITA' DI TROVARE UNA PARTICELLA NELLO SPAZIO
UN FISICO TEDESCO HA SCOPERTO CHE GLI ELETTRONI POSSONO COMPORTARSI SIA DA PARTICELLE CHE DA ONDE
LE ONDE DELL'ELETTRONE SONO CHIAMATE ONDE DI MATERIA
OVVERO CHE A CIASCUN CORPO IN MOVIMENTO E' ASSOCIATA UNA LUNGHEZZA D'ONDA
LA RAPPESENTAZIONE DEI SOTTOLIVELLI OCCUPATI DA TUTTI GLI ELETTRONI E' CHIAMATA CONFIGURAZIONE ELETTRONICA
GLI ELETTRONI INIZIANO A DISPORSI FINO AL NUMERO MASSIMO CONSENTITO PRIMA DI RIEMPIRE IL LIVELLO SUCCESSIVO
INOLTRE LA SOMMA DEGLI ESPONENTI CORRISPONDE AL NUMERO DI ELETTRONI POSSEDUTO DA CIASCUN ATOMO NEUTRO NELLO STATO FONDAMENTALE
QUESTO VALE ANCHE PER GLI ATOMI SE L'AUMENTO DEL NUMERO DEI SOTTOLIVELLI SOVRAPPONE I LIVELLI CHE POSSIEDONO DIVERSI VALORI DI N
INOLTRE, SECONDO IL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE E' IMPOSSIBILE CONOSCERE CON CERTEZZA DOVE SI TROVI L'ELETTRONE, NEL MEDESIMO ISTANTE, E CON CHE VELOCITA' SI MUOVE
UN FISICO AUSTRIACO FORMULO' L'EQUAZIONE D'ONDA, CHE DEFINISCE LA PROBABILITA' CON CUI UN ELETTRONE E' PRESENTE IN DIVERSI PUNTI DELLO SPAZIO ATTORNO AL NUCLEO, E, TALE PROBABILITA' CORRISPONDE A UN ORBITALE
E PER SCRIVERE LA DISPOSIZIONE DEGLI ELETTRONI DI UN ATOMO SI APPLICANO TRE REGOLE
- DETERMINARE IL NUMERO DEGLI ELETTRONI DAL NUMERO ATOMICO
- DISTRIBUIRE GLI ELETTRONI
- CONTROLLARE CHE LA SOMMA SIA COERENTE CON IL NUMERO ATOMICO
OGNI ORBITALE E' DESCRITTO DA 3 NUMERI QUANTICI
NUMERO QUANTICO SECONDARIO (L)
NUMERO QUANTICO PRINCIPALE (N)
NUMERO QUANTICO MAGNETICO (M)
CHE DEFINISCE IL CONTENUTO ENERGETICO DELL'ELETTRONE
PUO' ASSUMERE SOLO VALORI INTERI 1,2,3 ECC.
DIVIDE I LIVELLI ELETTRONICI IN SOTTOLIVELLI (ORBITALI)
NUMERO QUANTICO MAGNETICO DI SPIN (M )
PER OGNI VALORE DI L, M ASSUME VALORI INTERI CHE VANNO DA -L A +L
ES: SE L=0 M ASSUME IL VALORE 0
SE L=1 M ASSUME 3 VALORI: -1, 0, 1
HA SOLTANTO 2 VALORI: M =+1/2, M =-1/2
L'ELETTRONE PUO' COMPIERE UNA ROTAZIONE IN SENSO ANTIORARIO (+1/2) O ORARIO (-1/2)
INFINE, SECONDO IL PRINCIPIO DI ESCLUSIONE IN UN ORBITALE NON POSSONO ESSERE PRESETI ELETTRONI CON GLI STESSI NUMERI QUANTICI, QUINDI SE DUE ELETTRONI OCCUPANO LO STESSO ORBITALE, HANNO SPIN OPPOSTI
SE LA ROTAZIONE E' IN SENSO ANTIORARIO LO SPIN VERRA' RAPPRESENTATO CON UNA FRECCIA VERSO L'ALTO, MENTRE SE LA ROTAZIONE E' IN SENSO ORARIO LA FRECCIA SARA' RIVOLTA VERSO IL BASSO
PUO' ASSUMERE VALORI DA 0 A (N-1)
ESISTONO DIVERSI TIPI DI ORBITALI CHE HANNO FORME E VOLUMI DIVERSI TRA LORO
LA FORMA DEGLI ORBITALI S E' SFERICA, AL CENTRO DI QUESTA SFERA TROVIAMO IL NUCLEO
LA FORMA DEGLI ORBITALI P E' A FORMA DI INFINITO, OSSIA, HA 2 LOBI,IN CUI IL NUCLEO DELL'ATOMO SI TROVA AL CENTRO DI ESSI