Concetti Chiave
- L'assorbimento e l'emissione della luce avvengono attraverso specifiche interazioni tra la luce e le sostanze gassose, evidenziando le frequenze caratteristiche tramite spettri di assorbimento e emissione.
- Il modello di Bohr introduce l'idea che gli elettroni occupano orbite stazionarie senza emettere energia, e che l'energia è assorbita o emessa solo durante transizioni tra queste orbite.
- Il principio di indeterminazione di Heisenberg stabilisce che non è possibile misurare simultaneamente la posizione e la quantità di moto degli elettroni, poiché l'osservazione altera il loro stato.
- L'equazione di Schrödinger rappresenta gli elettroni come onde, descrivendo il loro comportamento tramite una funzione d'onda, da cui si può derivare la probabilità di trovarli in specifiche posizioni.
- La quantizzazione del momento angolare è un concetto chiave nel modello di Bohr, dove le orbite consentite per gli elettroni sono determinate da condizioni specifiche legate alla lunghezza d'onda.
Che cosa sono l'assorbimento ed emissione della luce?
Assorbimento:
luce-->sostanza gassosa-->prisma
righe nere= radiazioni assorbite dal gas
Emissione:
gas eccitato-->prisma-->righe colorate= frequenze caratteristiche del gas
Correzione del modello di Rutherford (non giustificava la stabilità degli atomi, l’elettrone avrebbe dovuto perdere continuamente energia fino a cadere sul nucleo):
Il modello di Bohr dell'atomo di idrogeno (1 prot, 1 elettrone)
Non vi è emissione di energia quando l’elettrone si trova in una particolare orbita
Guardando gli spettri Bohr assunse che gli elettroni possono assorbire solo certe frequenze, quindi solo certe energie
conclusione: gli elettroni possono stare solo a certe distanze dal nucleo (orbite) e ad ogni orbita corrisponde uno stato energetico
Le righe degli spettri di emissione sono date dal fatto che gli elettroni tornano a uno stato energetico più basso e nello spettro di assorbimento sono date dal passaggio a stato energetico più alto-->l’energia è emessa o assorbita sottoforma di quanti (h ν) durante salti degli elettroni tra orbite diverse.
Postulati e quantizzazione di Bohr
Postulati di Bohr
1)L’elettrone può muoversi solo su alcune orbite non-radiative = stati stazionari
2)L’atomo emette o assorbe energia solo quando l’elettrone passa da un stato stazionario all’altro
3)Quantizzazione del momento angolare
Se nell’atomo di idrogeno di Bohr l’elettrone si comporta come un onda, essa deve avere come lunghezza d’ onda un numero intero (n) altrimenti si creerebbe un interferenza distruttiva-->l’elettrone nel suo moto intorno al nucleo puà occupare solo orbite che soddisfino questa relazione-->grazie a queste osservazioni Bohr calcola raggio dell’orbita dell’elettrone intorno al nucleo di idrogeno: r= 0.53 A
Principio di indeterminazione di Heisenberg
Correzione di BOHR:
principio di indeterminazione di heisenberg:
non possiamo determinare contemporaneamente la quantità di moto e la posizione degli elettroni (non è possibile sulle particelle subatomiche)
Giustificazioni intuitiva:
Per osservare un elettrone dobbiamo usare luce, cioè un fotone. Il fotone quando urta l’elettrone ne modifica la posizione-->quando osservo un fenomeno esso cambia. Quindi non sappiamo dov’è l’elettrone.
Equazione di Schrodinger e funzione d'onda
Conseguenze Heisenberg:
Equazione di Schrodinger
L’elettrone è considerato come onda e il suo comportamento nello spazio e nel tempo come funzione d’onda o funzione orbitale (ψ)
Equazione a due incognite: E , ψ
Ad ogni ψ è associata una E
infinite soluzioni
Significato fisico di ψ: ψ2(x,y,z) è la probabilità di trovare l’elettrone in un punto con queste coordinate.
Domande da interrogazione
- Qual è il modello di Bohr e come spiega l'assorbimento e l'emissione della luce?
- Quali sono i postulati fondamentali del modello di Bohr?
- Cosa afferma il principio di indeterminazione di Heisenberg riguardo agli elettroni?
- Qual è il significato dell'equazione di Schrödinger nella descrizione degli elettroni?
Il modello di Bohr descrive l'atomo di idrogeno come composto da un protone e un elettrone che si muove in orbite stazionarie. L'assorbimento e l'emissione di luce avvengono quando l'elettrone passa tra queste orbite, assorbendo o emettendo energia sotto forma di quanti (h ν) durante i salti tra stati energetici diversi.
I postulati di Bohr affermano che l'elettrone può muoversi solo su orbite non-radiative, che l'atomo emette o assorbe energia solo durante il passaggio tra stati stazionari, e che il momento angolare dell'elettrone è quantizzato.
Il principio di indeterminazione di Heisenberg stabilisce che non è possibile determinare simultaneamente la quantità di moto e la posizione di un elettrone. L'osservazione di un elettrone altera la sua posizione, rendendo impossibile conoscerla con precisione.
L'equazione di Schrödinger considera l'elettrone come un'onda e descrive il suo comportamento attraverso una funzione d'onda (ψ). Questa funzione fornisce la probabilità di trovare l'elettrone in un determinato punto nello spazio, con infinite soluzioni associate a diverse energie.
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