Appunti: Formulario di Struttura della Materia (Fisica Atomica)

Costanti e conversioni

Conversioni

• Energia: 27, 7eV Gauss T Energia−1 −10 −418 −1·1J = 6, 24 10 eV 1eV = 8055, 73 cm^-1 1Å = 10^-10 m 1 a.u. = 219475, 7 cm^-1 Lunghezza: 0, 53 Å

Costanti

• eV: −5·8, 62 10^-1 cm^-1 K^-1 0, 53 −1 T−15 cm· · R = 0, 5 a.u. a.u. k = µ == 4, 14 10 eV s α =~ B B0, 694137 0, 5 a.u.K 0, 316 a.u.

Parametri atomici e definizioni

I numeri quantici sono parametri che determinano lo stato quantistico di un elettrone appartenente a un atomo: • livello energetico principale momento angolare orbitale spin momento angolare totale ` s j≤ ≤ − |` − ≤ ≤0 ` n 1 s| j ` + s

Stato fondamentale

Fondamentale: stato dell'atomo con i numeri quantici scelti in modo da dare la minore energia possibile; • n 2Z Energia di stato fondamentale (in a.u.): E = n0 i 22 ii=1 con numero di elettroni nell'orbitale i-esimo ≡n i

Stato eccitato

Eccitato: stato dell'atomo con i numeri quantici scelti in modo da avere energia; • > E0

Stato ionizzato

Ionizzato: stato dell'atomo con un elettrone in meno, • 2Z Energia di n-esima ionizzazione (in a.u.): I = + 22n

Core e shell

Un atomo può essere diviso nella sua parte interna (core) e nella sua parte esterna (shell), che interagisce con altri atomi; • Il numero di valenza è il più grande di quelli della shell. Gli elettroni che lo popolano sono chiamati elettroni di valenza;

Momento angolare e molteplicità di spin

n momento angolare orbitale ←→(2S+1) molteplicità di spin L termine spettroscopico Il J indica l'autostato di un atomo: • Per un atomo stabile (numero di protoni=numero neutroni); • Z = N Per un atomo neutro (numero di protoni=numero elettroni); Z = N e NNN eee 1Z1

Hamiltoniana dell'atomo neutro

Hamiltoniana dell'atomo neutro (in a.u.): H = ∑∇ −• − + a.u. = i |r − |2 r ri i jj=i+1i=1i=1 cinetico+attrazione repulsione| {z } | {z }Z−e e−e E + E1

Potere risolutivo

Potere risolutivo: • P = −2 E E1 2 è la capacità di uno spettroscopio di distinguere dettagli fini.