Configurazioni dei modelli atomici

Modello atomico ad orbitali e numeri quantici

Il modello atomico di Bohr permette di scrivere correttamente la configurazione

elettronica di un atomo ma ha dei limiti che sono stati superati con l’introduzione di un

nuovo modello più approfondito di atomo: il modello ad orbitali, alla cui nascita

diedero il contributo diversi scienziati:

 de Broglie ipotizzò che l’elettrone

Nel 1923 il fisico francese Louis si

–

comportasse sia come particella sia come onda (dualismo onda particella)

perché non aveva solo natura corpuscolare, come fino allora si riteneva, ma

anche ondulatoria.

Questo dualismo che esiste per qualsiasi corpo in movimento è importante

specialmente quando ci si riferisce a particelle molto piccole come gli elettroni

mentre è trascurabile per il moto di oggetti di dimensioni molto maggiori (ad

esempio, traiettoria di un proiettile) per i quali prevale la natura corpuscolare.

 Nel 1926 il fisico austriaco Erwin Schrodinger formulò una complessa funzione

d’onda,

matematica, detta equazione nella quale vengono attribuite

contemporaneamente all’elettrone la natura di un’onda e la natura di una

particella e la cui risoluzione, chiamata funzione d’onda, permette di calcolare

la probabilità di trovare un elettrone in un punto particolare dello spazio attorno

al nucleo.

 Nel 1927 il fisico tedesco Werner Heisenberg enunciò il principio di

indeterminazione secondo il quale non è possibile conoscere

contemporaneamente e con la stessa precisione la posizione di un elettrone e la

velocità con la quale si sta muovendo. Per vedere un oggetto (dal punto di vista

fisico cioè equivale ad analizzare le onde riflesse) è infatti necessario colpirlo

con una energia radiante, ma la collisione tra un fotone e un elettrone determina

e quindi se si riesce a trovare l’esatta

un notevole cambiamento nella sua energia

posizione, la collisione ha modificato la velocità dell’elettrone mentre se si

riesco a misurare la velocità l’urto ha modificato la sua posizione.

Da queste premesse si sviluppò la meccanica quantistica, secondo la quale gli

elettroni in un atomo occupano una serie di livelli energetici che circondano il nucleo.

Il primo livello è quello a più bassa energia e più vicino al nucleo e sia la distanza sia

l’energia aumentano per i livelli successivi. Ogni livello contiene dei sottolivelli, detti

orbitali atomici, che hanno forma, energia caratteristiche ed occupano una specifica

regioni dello spazio, predetta dall’equazione di Schrodinger, in cui la probabilità di

trovare l’elettrone è massima (normalm