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( Momento angolare: il prodotto vettoriale del vettore posizione (con origine in ) e del

( vettore quantità di moto.

1° postulato: un elettrone che si muove attorno al nucleo ha un certo momento angolare:

- esso non può assumere valori qualsiasi ma solo multipli interi di H/2pi.

Quindi mvr = n H/2π. Questo numero n intero va da 1 a 7 ed è detto

(movimento angolare)

numero quantico primario mentre H è la costante di Planck. Di conseguenza anche i raggi

delle orbite, legati al momento angolare, sono legati a n, in particolare r= 0.53 n²Å

2° postulato: muovendosi nelle orbite l'elettrone non perde energia linearmente, ma

- secondo quanti di energia. L'elettrone si trova più o

meno distante dal nucleo ma non a qualsiasi valore,

bensì solo a determinati valori possibili e quantizzati.

L'elettrone non può quindi girare a qualsiasi distanza

dal nucleo e neanche perdere energia

continuamente, non può quindi cadere sul nucleo.

Modello moderno

La teoria di Bohr è stata abbandonata poiché tratta le cose

in maniera bidimensionale, su orbite.

Nel suo modello tanto più grande è l'orbita, tanto maggiore

è l'energia dell'elettrone. Però l’aumento del raggio non è

direttamente proporzionale a quello dell’aumento

dell’energia: mentre Δr aumenta, ΔE diminuisce.

Per Bohr le orbite sono circolari, ma dalle elaborazioni sperimentali si è capito che le orbite

- possono essere anche ellittiche: erano però ammissibili solo ellissi in cui la differenza tra i

semiassi variasse tra 0 e n-1, n-1 che viene detto l, il numero quantico angolare; mentre n

da informazioni su energia e distanza dal nucleo, l ci da informazioni sulla forma del l'orbita

su cui gli elettroni vagano attorno al nucleo:

n=1 --> l=0 --> cerchio

n=2 --> l=0, 1 --> cerchio, ellisse

n=3 --> l=0, 1, 2 --> cerchio, ellisse, ellisse più schiacciata

Il terzo numero quantico, il numero quantico magnetico tiene conto dell'orientazione delle

- orbite nello spazio. -l < m <+l (per un l=2 avremo quindi come possibile m -2, -1, 0, 1, 2)

Numero quantico di spin: indica il verso di rotazione degli elettroni:

- +1/2: senso orario

• - 1/2: senso antiorari

Il principio di Pauli:

Ogni elettrone ha una caratteristica combinazione dei 4 numeri quantici, nessun elettrone può

avere combinazione di numeri quantici come quella di un altro, come minimo si differenziano

per il numero di spin.

Quanti elettroni possono essere presenti contemporaneamente in ciascuna orbita? Due

elettroni tenderebbero a respingersi, ma avendo spin opposto sono stabili, dal momento che

generano campi magnetici uguali ma di segno opposto: di conseguenza in un’orbita possono

essere presenti al massimo due elettroni.

La teoria ondulatoria

Negli anni venti si omologa il comportamento della luce (di natura dualistica ondulatoria e

a quello dell'elettrone sull'orbita

corpuscolare)

Teoria di probabilità di trovare l'elettrone:

non posso misurare contemporaneamente velocità e posizione dell'elettrone, se misuro uno

perdo l'altro, non posso dire quindi con certezza la posizione di un atomo ma solo la probabilità

di dove trovarlo.

Quindi:

Teoria quantistica: so che in un determinato momento l'elettrone passa in un dato punto: piano

• bidimensionale;

Teoria ondulatoria: l'elettrone può passare o non passare, è anche un onda e può non

• passare in un punto dato. Posso solo calcolare la probabilità che esso si trovi in un

determinato punto: piano tridimensionale;

La probabilità di trovare un nucleo scende allontanandosi dal nucleo. Possiamo calcolare le

zone di maggiore o minore probabilità di trovare gli elettroni: c’è una zona in cui la probabilità è

massima, allontanandosi dalla quel questa diminuisce. È interessante notare come questa zona

corrisponda a quella individuata da Bohr, ma mentre per lui essa era la zona unica in cui orbita

l’elettrone, adesso sappiamo che, come detto, è solo la zona dove è massima la probabilità di

trovarlo.

Si è passati quindi a una definizione delle orbite tridimensionale, per cui adesso si parla di:

orbitale: una nube elettronica in cui vi è una certa probabilità di trovare l’elettrone

n indica le dimensioni e l’energia dell’orbitale;

• l=0 non da più un orbita circolare ma un orbitale ellittico. Possiamo avere 1S, 2S, 3S e così

• via, sono tutte sfere con raggi crescenti, ma rimane comunque più probabile trovare gli

elettroni vicini al nucleo, al quale gli elettroni degli orbitali S si possono avvicinare

notevolmente, ed è per questo che sono più difficili da “strappare” all’atomo, risentendo più

direttamente dell’attrazione del nucleo rispetto agli elettroni di altri orbitali;

con l=1 si hanno tre orbitali P, a forma di clessidra, con il centro che si assottiglia man

• mano che si avvicina al nucleo (non ci sono quindi elettroni vicino al nucleo, per questo gli

elettroni degli orbitali P sono relativamente facili da “strappare” all’atomo. I tre orbitali P

possibili sono quelli determinati dagli m -1, 0 e 1, orientati secondo i tre assi cartesiani x, y

e z;

Con l=2, abbiamo 5 orbitali D, con m da -2 a 2, sono orbitali relativamente poco importanti

• perché molto raramente coinvolti in una reazione;

Con n=4, l=3, avrò 9 orbitali F;

Nome Simbolo Valori Per la teoria Per la teoria

quantica indica ondulatoria indica

principale n 1 < n < 7 raggio ed energia dimensioni ed

energia

angolare l Numeri interi tra schiacciamento forma

0 e n-1

magnetico m Numeri interi tra orientamento orientamento

-l e +l

di spin m -1/2 o +1/2 direzione direzione

s

La struttura dell'atomo come natura ondulatoria

Come mai sostanze diverse danno colori diversi se sottoposti a una fiamma? Il raggio di luce

colorata generata dalla fiamma viene diviso nelle varie componenti da un prisma e poi impresso

su carta fotografica (spettrogramma).


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albiz94

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia
SSD:
Università: Verona - Univr
A.A.: 2014-2015

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher albiz94 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica e chimica biologica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Verona - Univr o del prof Bertoldi Maria Rita.

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