Concetti Chiave
- Gli elettroni ruotano attorno al nucleo seguendo orbite stazionarie la cui distanza dipende dal livello energetico.
- Quando eccitati, gli elettroni assorbono energia e saltano a orbite superiori, seguendo livelli energetici e sottolivelli con capacità specifiche.
- La configurazione elettronica di un atomo descrive la disposizione degli elettroni nei livelli e sottolivelli energetici, seguendo un ordine specifico.
- La natura ondulatoria degli elettroni richiede l'uso della meccanica quantistica poiché non è possibile determinare esattamente le loro traiettorie.
- I numeri quantici descrivono la posizione e l'orientamento degli elettroni, includendo principi come esclusione di Pauli e massima molteplicità di Hund.
Modello atomico di Bohr
Gli elettroni ruotano attorno al nucleo, e le orbite da loro descritte sono a una distanza ben precisa dal nucleo, che dipende dalla quantità di energia, chiamati livelli energetici.
Ogni elettrone segue una determinata traiettoria circolare, chiamata orbita stazionaria.
Se viene riscaldato, passa a uno stato eccitato assumendo quanti di energia: quindi gli elettroni fanno un salto alle orbite superiori.
Oltre ai livelli energetici (da 1 a 7 ) esistono dei sottolivelli dove gli elettroni sono collocati.
Per calcolare il numero massimo di elettroni in un livello: 2n2
Per stabilire l’ordine di distribuzione degli elettroni di un atomo nei vari livelli e sottolivelli bisogna tenere conto delle energie associate a ciascuno: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 6d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d
La configurazione elttronica di un atomo descrive la collocazione degli elettroni nei vari sottolivelli
Natura ondulatoria degli elettroni
Gli elettroni possono presentare delle proprietà ondulatorie perciò non è possibile apllicare i principi della meccanica classica, ma bisogna utilizzare quelli della meccanica quantistica. Uno dei principi fondamentali di questa riguarda il fatto che non è possibile determinare con precisione le traiettorie degli elettroni attorno al nucleo.
Principio di indeterminazione (heisenberg) non è possibile conoscere contemporaneamente la posizione e la velocità di un elettrone
Dato che non è possibile conoscere con certezza le orbite esatte degli elettroni si parla di orbitale atomico, lo spazio intorno al nucleo dove un elettrone potrebbe trovarsi
I numeri quantici
Permettono di descrivere la collocazione degli elettroni all’interno di un atomo
Numero quantico principale: n, rappresenta il livello energetico dell’elettrone 1 7
Numero quantico secondario: l, indica quanti tipi di orbitale possono esistere all’interno di un livello atomico principale 0 n-1
Numero quantico meccanico: m, indica quanti orbitale esistono in ciascun sottolivello –l +l
Numero quantico di spin: s, indica il verso di rotazione dell’elettrone attorno al proprio asse +⅟₂ -⅟₂
Principio di esclusione: due elettroni possono coesistere in uno stesso orbitale solo se dotati di spin opposti
Principio delle massima molteplicità (principio di Hund): gli elettroni in uno stesso sottolivello tendono a occupare il numero massimo di orbitali disponibili ottenendo così il massimo della stabilità
Domande da interrogazione
- Qual è il concetto principale del modello atomico di Bohr?
- Cosa implica la natura ondulatoria degli elettroni?
- Qual è il ruolo dei numeri quantici nella descrizione degli elettroni?
Gli elettroni ruotano attorno al nucleo in orbite stazionarie a distanze precise, determinando i livelli energetici.
Implica che non si possono applicare i principi della meccanica classica, ma quelli della meccanica quantistica, e non è possibile determinare con precisione le traiettorie degli elettroni.
I numeri quantici descrivono la collocazione degli elettroni in un atomo, includendo il livello energetico, il tipo di orbitale, il numero di orbitali e il verso di rotazione dell'elettrone.
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