Concetti Chiave
- Il modello atomico quantistico si basa sulla dualità corpuscolare e ondulatoria dell'elettrone, come suggerito da L. de Broglie.
- Il principio di indeterminazione di Heisenberg ha rivoluzionato la comprensione della posizione e velocità degli elettroni, superando l'idea di orbite definite.
- Gli elettroni non seguono orbite fisse, ma esistono in regioni chiamate orbitali, dove la probabilità di trovarli è maggiore.
- Le proprietà chimiche degli atomi derivano dalla loro configurazione elettronica, influenzando la formazione delle molecole.
- Le molecole possono essere formate da atomi della stessa natura, creando molecole di elementi, o da atomi di natura diversa, formando composti.
Il modello atomico quantistico
Il modello atomico quantistico, essenzialmente fondato sulla natura corpuscolare dell’elettrone, venne in parte superato e perfezionato grazie agli studi del fisico francese L. de Broglie, che attribuì alle particelle materiali e agli elettroni anche proprietà ondulatorie.
La teoria che definiva la natura dualistica, corpuscolo-onda, dell’elettrone consentì nel 1927 al fisico tedesco W. Heisenberg di tracciare una nuova configurazione elettronica dell’atomo. Egli fondò il nuovo modello sul principio di indeterminazione, secondo cui è impossibile conoscere contemporaneamente sia l’esatta posizione che l’esatta velocità di una particella elementare e quindi dell’elettrone.
Il principio di indeterminazione
L’ipotesi di definite orbite percorse dagli elettroni fu così superata.
Gli elettroni, che si trasmettono dunque anche come onde, non percorrono orbite definite: vi sono regioni intorno al nucleo, ove maggiore è la probabilità di individuare queste particelle.
Tali regioni vengono definite orbitali o nubi di probabilità e vengono rappresentate come aree punteggiate, la cui densità è proporzionale alla probabilità che vi sia l’elettrone.
Le molecole
Le molecole e le loro proprietà
Dalla configurazione elettronica derivano le proprietà chimiche e la capacità di ciascun atomo di combinarsi in maniera caratteristica con un altro o con più atomi nella formazione della molecola.
Quando ad aggregarsi sono atomi della stessa natura si formano molecole di un elemento; se invece gli atomi sono di natura diversa, si formano le molecole dei composti. Due atomi di ossigeno, ad esempio, costituiscono una molecola dell’elemento ossigeno, O2; un atomo di carbonio e due di ossigeno costituiscono una molecola del composto, CO2, biossido di carbonio o anidride carbonica.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio fondamentale del modello atomico quantistico?
- Cosa sono gli orbitali e come si differenziano dalle orbite definite?
- Come influisce la configurazione elettronica sulle proprietà chimiche delle molecole?
Il modello atomico quantistico si basa sulla natura dualistica dell'elettrone, che possiede sia proprietà corpuscolari che ondulatorie, come evidenziato dagli studi di L. de Broglie e dal principio di indeterminazione di W. Heisenberg.
Gli orbitali, o nubi di probabilità, sono regioni intorno al nucleo dove è più probabile trovare un elettrone, a differenza delle orbite definite, che sono state superate nel modello quantistico.
La configurazione elettronica determina le proprietà chimiche di un atomo e la sua capacità di combinarsi con altri atomi, formando molecole di elementi o composti, come nel caso dell'ossigeno (O2) e del biossido di carbonio (CO2).
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