Chimica generale e inorganica

POSTULATI

• Legge di conservazione delle masse (Lavoisier 1789)

→ Yamagazzgiyggala massa tot-dei reagenti è

• Legge delle proporzioni definite (Proust 1799)

→ un composto chimico puro è sempre costituito

dagli stessi elementi combinati nello stesso

rapporto in massa, indipendentemente dalla

sua origine o dal metodo di preparazione.

• Legge delle proporzioni multiple (Dalton 1803)

→ aggeggi, & fuggenti;:L binamentrEombinano

cionn

raupnpoarti anmtità, E GLI.ro, stanno tra loro

JJ. Thomson ha determinato il rapporto tra la carica e e la massa in dell'elettrone, utilizzando la dev. dei raggi catodici in un campo elettrico e magnetico

combinato: fu = ⅔ tana

Fg-mg-Fstfa Effeggesto della goccia d'olio di Millikan

urare la carica elementare dell'elettrone e dire. che la carica elettrica è quantizzata

⅓ arpoliog.io Tyrott ⅓ trpariag

947 Esperimento di Goldstein (1886)

F M-⅓ TPPolio

28 Poliò Paria) Goldstein utilizzò un tubo a raggi catodici: CATODO PERFORATO.

Alta tensione tra anodo e catodo in un gas rarefatto, lui vede che

Fe-GE-9¥

GE-Mg-Fa oltre al movimento dei raggi catodici dal catodo all'anodo, si formava

un fascio luminoso in direzione opposta Canodo → catodo).

9¥-⅓ tra (Poli.-Paria) Esperimento di Rutherford 4909-1911)

9- ⅓ org (polio-Paria) ¥ Progetta un esperimento in cui un fascio di particelle α veniva separato da una sottile lamina d'oro.

Queste particelle α erano emesse da una sorgente radioattiva e diretta verso la lamina, dietro di essa uno schermo

rivestito di solfuro di zinco rileva gli urti delle particelle.

Rutherford modella la deflessione delle α come interaz. colombiana tra una particella carica pos. e il nucleo

dell'atomo bersaglio.

Angolo di dev. o dipendeva dalla DISTANZA MINIMA

PARAMETRO DI IMPATTO MINIMO/DISTANZA di avvicinamento max (ruin)

lo calcolo: ze-ze

½ mi-Ho 2 Ze?

ruin ruin = ¼, e ½ m²

Onde elettromagnetiche

103 107 109

905 10"

103 10" 10

RAGGI GAMMA ONDE HERZIANE (radio)

MICROONDE

RAGGI X Era bassa

✗ grande

LEAVIOLETTA RAFERAROSSI (calore)

Fate:&.

1 piccola

- Luce visibile

Modello di Bohr

Legge di Rydberg: formula empirica che descrive le righe spettrali dell'atomo di idrogeno prevedendo le lunghi. d'onda della luce emessa quando

un elettrone cambia livello energetico

¼-RH (¼-¼) serie di Lyman (n.-1) = transizioni nell'ultravioletto

serie di Balmer (un-2): TRANSIZIONI nel VISIBILE

serie di Paschen (na =3)= TRANSIZIONI nell' INFRAROSSO VICINO

RH-1,097.107mi' Serie di Brackett (un-4) = TRANSIZIONI nell' INFRAROSSO MEDIO

Serie di Pfund (na-5) = TRANSIZIONI nell' INFRAROSSO LONTANO

• 1913 Bohr propone modello atomo

POSTULATI: • elettroni orbitano attorno al nucleo solo in orbite quantizzate, aol.ee Edefiniti)

• ogni orbita corrisponde a un livello energetico e elettrone può occupare solo certe En. discrete

• ELETTRONI na emettono energia quando sono in un'orbita stabile (risolve problema di Rutherford)

• Elettroni possono saltare tra orbite assorbendo e emettendo fotoni con energia: E- 4%5 tante#anche

freq.

radiazione

emessa

Bohr impone momento angolare elettrone : morenti I.

Year Eaten

r-raggio orbita

n-numero quantico principale

Usando la forza di Coulomb ✗ legame tra elettrone e nucleo: ti = costante Planck ridotta

se mi Kate.

r rue nah En--1 ev

combinando con la quantizzazione del momento angolare ho: Kern

NUMERO QUANTICO PRINCIPALE: ☒ atomo idrogeno (7=1)

Teoria di Sommerfeld

spettri di emissione idrogeno mostravano sdoppiamenti delle righe spettrali che modello Bohr non prevedeva ☐ Sommerfeld introduce orbite ellittiche e correzioni relativistiche ✗

spiegare questi dettagli.

MODELLO BOHR: prevedeva che elettroni occupassero livelli di en. quantizzata aveva sottolivelli con en. ≠

Sommerfeld scopre che ogni livello quindi

Sommerfeld nota che elettroni vicini al nucleo raggiungevano vel. elevate necessitando di correzioni relativistiche DEFINIZIONE numero quantico azimutale (e)

ecco perché variazioni

Là!!Iergetici previste

Effetto Zeeman

→ SCISSIONE RIGHE SPETTRALI di UN ATOMO in presenza di un campo magnetico esterno.

• 1896 da Zeeman e spiegato poi da Lorentz

Quando atomo è posto in campo magnetico B, i livelli energetici degli elettroni si sdoppiano o moltiplicano conseguenza + RIGHE SPETTRALI invece di 1

Energia elettrone in campo magnetico: E-me MBB Y: Insquaforetici Bohr

B- intensità c. magnetico

Numeri quantico di spin

EFFETTO ZEEMAN NORMALE (✗ atomi conlio)

Riga spettrale si divide in 3 componenti (tripletto) → aggeggi equidist. NUMERO SPIN Us: descrive momento angolare di spire di un elettrone

solo 2 valori ms:-½ e ¼

EFFETTO ZEEMAN ANOMALO (✗ atomi con l#◦ e spin elettronico non nullo)

Riga spettrale si divide in + di 3 componenti autio orario

IIndown

stai"¼ up

Elettroni 1) Numero quantico principale (n) : descrive livello energetico dell'orbitale in cui si trova elettrone e distanza

vmaleordii:a(E. {ftp..mg.

Esistono 4 numeri quantici principali: 2) Numero quantico azimutale (e): definisce forma orbitale ed è legato al momento angolare

vadaelli'elefrogene (mg)

3) Numero quantico magnetico (mia): descrive orientamento orbitale nello spazio

Valeria: trap; e e (inclusi)

4) Numero quantico di spire (Us): momento angolare intrinseco dell'eletta: +, e-e giudicano penso rotazione,

PRINCIPIO di esclusione di Pauli: -1925, Pauli

→ 2 fermioni identici (es. elettroni, protoni..) non possono occupare lo stesso stato quantico simultaneamente all'interno di un sistema quantistico come un atomo

LIMITI BOHR-SOMMERFELD mail.ie?mhhEnIe:::hf:&!!:&,,

secondo elettromagnetismo classico → elettrone in orbita attorno a un nucleo dovrebbe emettere continuam. radiazione e perdere en. una grassezza in

Einstein (1905): luce può comportarsi come una particella > ciò contraddice visione classica secondo cui luce = onda elettromagnetica natura)

Esperimento Davisson e Gerwer (1927): elettroni passando attraverso cristallo, mostrano diffrazione.

Elettrone: si comporta come onda stazionaria attorno al nucleo, impedendo la spirale verso il centro

→ De Broglie: propone che gli elettroni si comportano come onde e solo orbite in cui l'onda forma un moto stazionario sono permesse. → GIUSTIFICA QUANTIZZAZIONE

Se la luce può comportarsi come una particella, allora anche la materia può comportarsi come un'onda: CONCETTO di DUALISMO ONDA-PARTICELLA

propone che tutta la materia in

movimento possiede carat. RELAZIONE tra quantità di moto (p) e lunghezza d'onda (g) di una particella:

ondulatorie proprio come luce ✗ -hp-↓ hp: Magalli!!!!"Particella

Pope Guperficegia. come onda in-massa particella

V-vel. particella

d- lungh. onda particella

Equazione di Schrodinger sistema dipendente dal tempo È:&!:ai!!:*:"*

esaire stato quantico particena

in & Y (At)-H ULT)

• 192 Iscrive evoluzione temporale e stato quantico particella o sistema particelle : H-operatore hamiltoniano → en. tot. del sistema

✗ indip. dal tempo

HYLXEEY (x) YCX)-Eylx)

+ VCx)

→ Sostituendo I per una particella in un potenziale V4): 1:47.

• Li = en. cinetica particella

• E = en. tot. particella

Teoria ondulatoria

• 9927 - Principio di indeterminazione Heisenberg: non è possibile misurare contemp.com precisione arbitraria la posizione e la quantità di moto di una particella

quantistica la soluzione µ (xt) non rappresenta la posizio­

DX: incertezza posizione ne della particella ma è legata alla

Δ p: incertezza qutità moto (peur)

Δ ✗ -UP ≥ È prob. di trovarla in una certa regione

ti:c. Planck ridotta Chi =#-) dello spazio

versioni simili: DE-At ≥ E ✗ Bohr : prob. trovare la particella in un int.

di spazio

Orbitali atomici PIN-/YEP

sottolivello S NODI negli orbitali atomici: regggggellaspazza.iq cg.

la prob.

sottolivello P O

e NODI ANGOLARI (o di piano)

NODI RADIALI (o sferici)

2 TIPI:

sottolivello d • Sfascihacacentriche • Painago

Mare!Panchen' État à

prob. elettronica è 0.

• di pendono dal numero

quantico prima. n e • dipendono dal e determe

aumentano all'amm.

sottolivello f mano ferma orbitali

• d'oFeurm

f

i icacnaomqbiuaansdaoa.nf.o

ne o num. nodi angolari-e

lungo il raggio • es. orbitalip hanno"

mentre

nodo angolare lungo il

• Numero modi

orbitali p

orbitali s: nodo, gli orbitali

radiali-alitàmatico

35 d hanno + nodi angolari

3P

3P

III. : =P =P

25 orbitale =p (n-2, e-1) → anodo angolare

15 Pz

Px py

Modulo 2

I NEUTRONI: prima della loro scoperta → MODELLO ATOMICO con nucleo composto solo da protoni e elettroni

Le come mai

massa atomica così alta

repulsione elettrostatica

• 1920, Rutherford ipotizzò esistenza particella neutra

Esperimento di Chadwick

Chadwick, esperimento con BERILLIO, bombardato da particelle α (dall'emissione del polonio)

OSSERVA CHE: • BERILLIO emette radiazione neutra, in grado di colpire nuclei di idrogeno e farli rimbalzare

• Eqr.gg terggggssa ai nuclei di idrogeno indicava che la radiazione era composta da particelle con massa simile a quella del protone, ma senza

MASSA ATOMICA (peso atomico relativo) tififejmadi "C

→ rappresenta la massa media degli atomi di un

CONCLUSIONE: la particella è il NEUTRONE (1,675×10-24g) elemento chimico, tenendo conto della distrib.

ATOMO here menzioni naturale dei suoi isotopi

• → elemento rappresentato da? unita di massa atomica unificata (u) = 1,660539. 104g

:(

:&:&.IE?:Ie:?prIni • isotopi: Ig?!!: gentilianchesahien PIEGA"

• NON È NUMERO INTERO

PROTONE: 1,6725' 1024g

ÉETITE:3:":&: --1,002,4µg -+ 41,62221%:{

La mole parte:&.

unità di misura fondamentale del SI × la quantità di sostanza mal = Nparticelle

granite" carato in 12 NA

mbei

→ RAPPRESENTA la quantità di una sostanza che contiene 6,022×1023 entità elementari → NUMERO DI AVOGADRO nonatog.

= tua mole di una qualsiasi sostanza contiene- numero di particelle elementari presenti in una quantità in grammi della massa atomica MAI

La costante di Avogadro

1891-Avogadro: hp = volumi di gas alla stessa temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di mole cole, indipendentemente dalla natura del gas. MASSA MOLE

NA-6,02214076 ✗ 1023 Nparticelleymol

Tavola periodi