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QUANTI DI ENERGIA, MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD (bocciato), MODELLO ATOMICO DI BOHR, DE BROGLIE E LE PROPRIETA’ ONDULATORIE DELL’ELETTRONE, SCHRODING



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QUANTI DI ENERGIA

Il fisico ck diede alle radiazioni oltre ad una natura ondulatoria anche una natura corpuscolare, secondo la quale le radiazioni sono flussi di particelle dette fotoni. Ogni fotone contiene una quantità di energia detta quanto, che si trova moltiplicando la costante di ck (h) per la frequenza (v).


MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD (bocciato)

Il modello atomico di Rutherford corrisponde alla concezione del sistema solare, secondo la quale il nucleo con carica positiva sta al centro mentre gli elettroni con carica negativa gli girano attorno in orbite circolari. Questo movimento sarebbe permesso dall’equilibrio di due forze opposte: la forza di attrazione esercitata dal nucleo viene compensata dalla forza centrifuga creata dal movimento circolare degli elettroni. Questo modello presenta alcuni punti deboli, infatti l’elettrone girando attorno al nucleo dovrebbe continuamente perdere energia compiendo quindi delle orbite a spirale fino a scontrarsi col nucleo, cosa impossibile confermata dall’esistenza stessa della materia.

MODELLO ATOMICO DI BOHR

Secondo Bohr gli elettroni non ruotano in delle orbite circolari ma in dei livelli energetici quantizzati (che non fanno disperdere energia). Inoltre per il fisico gli elettroni non ruotano attorno al nucleo ma saltano nei livelli energetici superiori a seconda della loro eccitazione. Nei salti di ritorno l’elettrone emette energia. Il numero degli elettroni che un certo livello energetico può contenere è dato dalla formula 2n 2. All’interno dei livelli energetici sono presenti ulteriori sottolivelli che possono essere di tipo S (2 elettroni) P (6 elettroni) D (10 elettroni) F (14 elettroni), che differiscono per energia e forma.

DE BROGLIE E LE PROPRIETA’ ONDULATORIE DELL’ELETTRONE

Bohr non era riuscito a spiegare lo spettro atomico di atomi più complessi dell’idrogeno. Fu quindi necessario abbandonare il concetto di orbite circolari ed introdurre il concetto di orbitale. A tale risultato contribuì il fisico De Broglie che affermò la natura ondulatoria dell’elettrone. Ciò fu confermato da numerosi esperimenti in cui si vide che un fascio di elettroni attraversando una lamina molto sottile generava degli anelli concentrici, e ciò era un comportamento tipico delle onde. A definire l’orbitale contribuì anche il fisico Heisenberg con il suo principio di indeterminazione secondo il quale è impossibile determinare contemporaneamente la velocità e la posizione di un elettrone. Per individuare la sua posizione infatti bisognerebbe illuminarlo, ma l’elettrone risulterebbe eccitato e salterebbe di livello rendendo impossibile la sua individuazione. Non è possibile quindi assegnargli un’orbita definita come aveva fatto Bohr, ma si può parlare invece di probabilità che l’elettrone si trovi in un certo punto.

SCHRODINGER E L’ORBITALE ATOMICO

Il concetto di probabilità fu fondamentale per il fisico Schrodinger il quale fu il primo ad introdurre il concetto di orbitale . Egli affermò che l’elettrone nel suo movimento genera una “nube elettronica” che risulta più densa al centro per la forza attrattiva del nucleo e meno densa alle estremità. Questa nube viene detta ORBITALE che è quella regione di spazio attorno al nucleo dove vi è una probabilità almeno del 95 % di trovare un elettrone. Ai diversi sottolivelli corrispondono diversi orbitali differenti per forma e energia.








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