Corso completo su Teoria atomica

Teoria Atomica

• Studio di radiazioni luminose ha portato alla elaborazione di due modelli interpretativi tra loro complementari, dei fenomeni osservati sperimentalmente.
• La teoria ondulatoria - Consente di spiegare proprietà della luce come riflessione, diffrazione e interferenza.
• La teoria corpuscolare - Consenti di spiegare lo spettro del corpo nero, effetto fotoelettrico, effetto Compton.

I due modelli si sono unificati nella moderna trattazione delle radiazioni luminose. Alla luce vengono attribuiti natura ondulatoria e corpuscolare.

1. La luce come onda: È una forma di trasmissione dell'energia che si realizza sia nel vuoto che attraverso la materia. Tale energia si propaga mediante onde elettromagnetiche.

• Secondo Maxwell le onde elettromagnetiche vengono generate da cariche elettriche accelerate.
• Costituite dall'associazione tra un campo elettrico e un campo magnetico oscillanti e tra loro ortogonali.

• Importanti parametri delle onde elettromagnetiche:
  • Lunghezza d'onda λ: Distanza in metri tra due creste d'onda.
  • Velocità di propagazione: Nel vuoto è pari a 2,999·10⁸ m/s.
  • Frequenza ν: Numero di cicli al secondo.
  • Ampiezza: Ascissa delle curve sinusoidali.

Per ogni radiazione elettromagnetica. Ne consegue che λ e ν sono legati da λ·ν = c.

1. Modello atomico semi-quantistico → Esperimenti cruciali:

• Spettri a righe degli atomi: Gli spettri sono le radiazioni emesse dagli atomi eccitati.
• Saggio alla fiamma: Metodo analitico → Si sfrutta la capacità di un elemento di emettere una radiazione con una data frequenza → Analisi della luce → Combinazione di colori.
• Si studia lo spettro della sostanza, ossia la scomposizione della luce tramite uno strumento (prisma).
• Metodo utilizzato in analisi astronomiche per analizzare la composizione di corpi celesti.
• Spettro di emissione - Le righe di frequenza emessa da un elettrone eccitato è il complementare dello spettro di assorbimento.
• Uno spettro di onde dove viene trattenuta viene ribasciata nell'infrarosso, quindi si scalda. Le molecole eccitate riassorbono termicamente (altri modi: fluorescenza e la fosforescenza).
• La serie di Balmer: Partendo dallo spettro di emissione di H, Balmer ricavò una legge che leghi la lunghezza d'onda con dei numeri interi.

Ricavo sperimentalmente la formula:

λ = K( ⁿ²/_n2-4 )₂ Reciproco è il numero d'onde

1/λ = 1/ν = v/√v₀ = K^-1( ¹/₂² - ¹/_n² )

Equazione di Rydberg:

Formula che mette in relazione le 3 regioni spettrali:V = R_H ( ¹/_n2 - ¹/_n1)

Lo spettro del corpo nero:

• Un corpo è nero se assorbe completamente tutte le radiazioni di qualsiasi e spiegassi è percebibile.
1. Sfera con foro
2. Scalda la sfera
3. Applichi un foro e demvastras la luce.
• Lo spettro corpo nero → strumento in grado di misurare frequenze e intensità della luce.
• Se nella radiazione elettromagnetica significa che ci sono elettroni accelerati.
• Replica sulla sfera dunque devono esserci microoscillatori elettronici.
• Riportando su un grafico intensità/frequenza indici ottenuti dall'intensità, alla luce emessa dal corpo nero si aveva sempre lo stesso curve indipendentemente dal materiale.

Questo dato sperimentale era in desiccordo con teoria ottentuta dal modellto di Maxwell → Modello classico ciò in riperdura un dato sperimentale.

Equazione grafica banali sulla modello ondulatorio classico → rifletteva ogni m.

Plank → netta netta:

Energia non può assumere qualunque valore.

• Ciascun oscillatore ha una ω fondamentale di oscillare e la radiazione emessa assume solo questi valori discretà di energia che ==correspondono== a 0 oppure suoi multipli hV
• Radiazione emessa può presente solo determinati energie espresse dell'equr. di Plank:

E_γ = n⋅E_γ = n h ν-> Microoscillatori vibrono con energia quantizzata h, ricavato sperimentalmente (6,620⋅10-34) J.-1Energia per un tempo = valore che ha una dimensione di Aziona

Effetto fotoelettrico:

• Se lo spettro del corpo nero con la teoria di Plank riguarda solamente la quantizzazione delle microoscillatori elettronici → Plank in considerazione solo l'idea di quantitizzazione dell'energia.

Questo esperimento mette in discussion la natura ondulatorio della luceFenomeno si:spieg ripetutamente che ha blucc si effetto da particelle e non onde eletromagnetiche.

Corpo sperimentale:

1. pongo un tubo con altro in mnetta insitato → radiazione ("giusta") colpirsci l'elettrodo e → → vengono strappati elettroni e → innes pedora
2. Il galvanometro indica se perso corrente.
3. Ruotieri prova "reformar" questo fenómeno → Applichimo campo opposo al moto degli elettroni.

• Se accresso consugia il volatgeo → posso osservato che senza e fermare corrent osservó → alcuni esbors elettortone libro

Applicazione del modello di Bohr-Sommerfeld ad atomi a più elettroni

Alcune caratteristiche degli spettri possono essere spiegate solo introducendo una ulteriore affermazione del modello atomico: rotazione dell'elettrone intorno al proprio asse: lo spin.

• E è che gli esperimenti iniziano a riconoscere teoria.

L'evidenza sperimentale dell'esistenza dello spin elettronico fu fornita dagli esperimenti Stern-Gerlach.

Si utilizzò argento (Ag) e si dimostrò: numero di elettroni deve essere dispari affinché non si verifichi mai la carica in stato libero e non si accompagnavano tutti.

Principio di esclusione di Pauli

1. Lo stato di ogni elettrone è completamente determinato dalla quaterna dei numeri quantici n, l, m_e, m_s (stato quantico).
2. L'insieme di tali quaterne definisce la configurazione elettronica dell'atomo.
3. Dallo studio degli spettri atomici si dedusse anche che, quando l'atomo si trova nello stato fondamentale, gli elettroni erano distribuiti in diversi stati quantici, vale a dire che ruotavano su orbite diverse.
4. Pauli dimostrò che ad ogni elettrone poteva essere associato uno ed uno solo quaterni di numeri quantici. Infatti termino che, in ogni data orbitate permessa, definito dalla terna di numeri quantici n, l, m_e, possono ruotare solo due elettroni aventi m_s rispettivamente di +1/2 e -1/2, vale a dire con spin antiparalleli.