Atomi e Orbitali

Atomi e orbitali

L’atomo di idrogeno ha una particolarità intrinseca, ovvero ha un solo elettrone che orbita intorno al nucleo, perciò è considerato l’atomo più semplice. Per questa sua caratteristica è stato studiato per comprendere il funzionamento e il moto degli elettroni nelle strutture atomiche. Secondo la fisica classica, il sistema dell’atomo di idrogeno non potrebbe funzionare e avrebbe vita breve, poiché ad un certo punto l’elettrone sarebbe portato a collassare sul nucleo causando la fine dell’esistenza dell’atomo.

Bohr

Teorizzò che un elettrone si muove intorno al nucleo come un pianeta intorno al Sole, su un’orbita circolare (ellittica). Ipotizzò inoltre che un elettrone può percorrere soltanto certe orbite (livelli energetici) definite, nelle quali è stabile. Tali orbite sono descritte dall’equazione E = -RH/n² in cui RH vale 2,179 x 10^-18 J/atomo. n è invece il numero quantico principale, di valore intero positivo (1, 2, …). Salendo di livello energetico (quindi di numero quantico principale) si passa dallo stato fondamentale 1 a stati eccitati. Un elettrone acquista energia quando sale a livelli superiori, mentre la rilascia quando torna allo stato fondamentale che, appunto, è lo stato ad energia minore (e dunque quello più “naturale”).

De Broglie

Ipotizzò che l’elettrone potesse essere visto a sua volta come un’onda (—> dualismo onda/particella al pari della luce). Questa rimase soltanto un’ipotesi, mai dimostrata —> vedi principio di indeterminazione di Heisenberg, che parla non più di orbita ma di orbitali, che sono le regioni a maggior densità di probabilità di trovare gli elettroni nell’atomo.