Chimica generale - Parte 2

Chimica generale

Indice

• Meccanica quantistica e orbitali
• Paradosso della stabilità dell'atomo
• Spettro elettrico ed effetto fotoelettrico
• Conseguenze dell’effetto fotoelettrico
• Spettri atomici di emissione & assorbimento
• Modello atomico quantizzato - Bohr

Meccanica quantistica e orbitali

Paradosso della stabilità dell'atomo

In seguito all’ideazione del modello nucleare da parte di Rutherford, si cercò di stabilire la validità di tale modello. In particolare nacque un paradosso riguardante proprio questo modello che esponeva due semplici domande:

• Se gli elettroni intorno al nucleo dell’atomo sono fermi, perché non cadono sul nucleo attratti dai protoni?
• Nel caso invece in cui gli elettroni si muovano attorno al nucleo, perché non cadono su di esso per via della progressiva perdita di energia dovuta al moto stesso?

Spettro elettrico ed effetto fotoelettrico

Per dare una risposta al precedente paradosso, occorre introdurre il concetto di radiazione e spettro elettromagnetico:

Definizione 1.1: Radiazione elettromagnetica - Per radiazione elettromagnetica si intende un’oscillazione periodica di un campo magnetico e di uno elettrico, ortogonali tra loro e che si propagano nella stessa direzione.

Definizione 1.2: Spettro elettromagnetico - Lo spettro elettromagnetico è l’insieme delle possibili frequenze delle radiazioni elettromagnetiche.

Secondo la fisica classica, un’onda è un flusso continuo di energia e dipende dall’ampiezza della stessa. Si scoprì però, grazie all’osservazione del fenomeno fotoelettrico (strettamente legato alle onde), che la fisica classica non era in grado di descrivere questo fenomeno. Infatti, secondo quest’ultima, la luce di una qualsiasi lunghezza d’onda avrebbe dovuto espellere elettroni da un qualsiasi metallo dopo aver aumentato l’ampiezza dell’onda in modo adeguato. Ciò però non accadeva.

Osservazioni: Ad esempio il potassio (K) non emette elettroni anche se colpito da luce rossa (lunghezza d’onda λ = 750 nm) anche se di forte intensità.

Emette invece...