Chimica: atomo, tavola periodica, elettronegatività: nozioni di base

L'atomo e le sue componenti

L'atomo è definito come la particella fondamentale della materia. Esso è composto da tre subunità: un nucleo, formato da protoni, aventi massa e carica elettrica positiva, e neutroni, elementi aventi massa ma privi di carica; e dagli elettroni, ossia delle unità subatomiche dalla massa trascurabile che orbitano attorno al nucleo.

Il modello ad orbitale e il principio di indeterminazione

Tale rotazione è descritta dal modello ad orbitale, il quale definisce gli orbitali come delle funzioni matematiche individuabili nello spazio, che corrispondono ad una data regione in cui è più probabile trovare l'elettrone. Questo perché, secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, non è possibile calcolare contemporaneamente i valori esatti della velocità e della posizione dell'elettrone in movimento, in quanto a una precisione circa il primo valore, si avrà necessariamente un errore altrettanto grande circa il secondo, e viceversa.

Il modello atomico di Bohr

Ciò nasce da quello che è conosciuto come modello atomico di Bohr, elaborato dal fisico che ne porta il nome verso la fine del 1800. Questo modello, basandosi sulla teoria dei quanti proposta da Planck, per cui l'energia delle radiazioni non è continua ma viene emessa e assorbita in quantità precise e non può, perciò, assumere un valore qualsiasi, postulò che gli elettroni si muovono lungo orbite circolari definite stazionarie, in quanto la loro energia non varia fino a quando l'elettrone rimane in esse.

Si è successivamente dimostrato che non è corretto parlare di orbite, bensì di orbitali, in quanto, in queste, gli elettroni possono assumere forme diverse dalla circolare e, soprattutto, perché la loro localizzazione e la loro velocità non sono, come già detto, definibili con precisione nello stesso momento.

Transizioni elettroniche e spettro di emissione

Tuttavia, la visione quantistica è tutt'ora valida, come lo è la tesi di Bohr per cui le transizioni elettroniche fra i vari livelli di energia sono non solo possibili, ma possono anche essere considerate le responsabili dello spettro di emissione e assorbimento dell'energia. Infatti, quando un atomo passa da un livello energetico all'altro, cede o riceve la stessa quantità d'energia necessaria per effettuare il salto. Essa è calcolabile tramite la formula: ΔE = E_f - E_i (f: energia finale; i: energia iniziale).

Funzione d'onda e numeri quantici

Il comportamento dell'elettrone attorno al nucleo è descritto dalla funzione d'onda (Ψ_n), soluzione dell'equazione di Schrödinger, la quale dipende da quattro numeri quantici:

• N: il numero quantico principale, esprime il livello energetico
• l
• m_l
• m_s