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La struttura dell'atomo

struttura dell’atomo

Struttura dell'atomo: L'atomo è composto da elettroni, protoni e neutroni.
Secondo il modello atomico di Rutherford gli atomi sono costituiti da spazio vuoto e la maggior parte della massa è concentrata in una zona piccolissima, il nucleo.
Il numero atomico (si indica con Z) è il numero dei protoni ed è situato in basso a sinistra nella formula di scrittura. L'unità di massa di riferimento per calcolarlo è 1/12 della massa del carbonio.
Si chiamano isotopi gli atomi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni.
La massa molecolare è la somma delle masse atomiche degli atomi presenti nella molecola.

Limiti del modello atomico di Rutherford: la forza centrifuga dovuta al moto circolare, che tenderebbe ad allontanare un elettrone dal nucleo, sarebbe bilanciata dalla forza di attrazione tra nucleo ed elettrone. L'elettrone dovrebbe irradiare energia e cadere nel nucleo, ma ciò porterebbe alla conclusione che gli atomi non siano sistemi stabili, eventualità smentita dall'esperienza.

L'atomo di Bohr

l'elettrone può ruotare attorno al nucleo solo in determinate orbite circolari;
finché si muove in una delle orbite permesse l'elettrone non irradia energia.

L'elettrone assume energia 0 quando si trova a distanza infinita dal nucleo.
Orbita n=1 = stato fondamentale dell'atomo
n=2 … n=infinito = stati eccitati

Se ad un atomo viene fornita energia, l'elettrone salta in una delle orbite più esterne (stato eccitato) ma tende spontaneamente a tornare in una delle orbite a minore energia. In questa transizione di ritorno emette energia sotto forma di radiazione.

Limiti del modello atomico di Bohr: era accertato solo per l'idrogeno.

Principio di indeterminazione di Heisenberg: è impossibile conoscere con la stessa precisione sia la posizione che la velocità di un elettrone.

Orbitale: regione intorno al nucleo dove vi è una probabilità almeno del 95% di trovare un elettrone.

N (numero quantico principale): determina l'energia dell'elettrone e l'orbitale (1...7). Maggiore è il valore, maggiore è la distanza dal nucleo.
L = numero quantico secondario (0...n-1)
ml = numero quantico magnetico, indica gli orientamenti che un orbitale può assumere. (-L…+L)

Orbitali S= sferici
Orbitali P= lobi uniti

Ms= numero quantico di spin, indica se l'elettrone ruota in senso orario o antiorario (+1/2...-1/2)

Principio di esclusione di Pauli: in ogni orbitale non possono stare più di due elettroni e devono avere spin opposto.
Regola di Hund: gli elettroni si dispongono uno per ciascun orbitale con la stessa direzione di spin per cui tendono a stare lontani.

Configurazione elettronica: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f

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