Chimica inorganica - il modello atomico

Responsabili dell'assorbimento e dell'emissione selettiva

Chi è responsabile dell'assorbimento selettivo (solo determinate λ assorbite) di radiazione luminosa?

Chi è responsabile dell'emissione selettiva (solo determinate λ emesse) di radiazione luminosa?

• Gli atomi
• Gli elettroni
• Interazione luce-materia

Assorbimento selettivo ed energie superiori

Energia: elettroni nello stato fondamentale ΔE ν= h

Modello atomico

Si vuole conoscere dove si trovano e che energia hanno gli elettroni all'interno dell'atomo.

Per fare questo, occorre costruirsi un modello capace di spiegare l'esistenza dell'atomo con le sue evidenze sperimentali.

Modello atomico e fisica classica

Nessun modello basato sulla fisica classica è capace di spiegare l'esistenza dell'atomo con le sue evidenze sperimentali.

Quale è il modello che mi possa descrivere dove si trovano e che energia hanno gli elettroni nell'atomo?

Teoria quantistica

Principio di indeterminazione di Heisenberg

È impossibile conoscere con esattezza contemporaneamente la posizione e la quantità di moto di una particella. L'errore con cui vengono stabilite è pari a: h/4π. Δx Δ(mv) ≥ h = costante di Planck 6,62 × 10^-34 J s.

Non è possibile stabilire la posizione dell'elettrone intorno a un nucleo ma solo la probabilità che si trovi in una determinata porzione di spazio.

Esempi di incertezza

• a) Palla da 1.00 Kg, v = 1.00 m/s
  • mv = 1.00 Kg m/s; un errore % di 1/10 = 10^-10 Kg m/s
  • Incertezza su x: 10^-34 J s / 10^-10 Kg m/s = 10^-24 m
• b) Elettrone
  • v = 1.00 m/s (stessa velocità), mv = 10^-30 Kg m/s
  • Stesso errore % sulla quantità di moto: = 10^-40 Kg m/s
  • Incertezza sulla posizione x: 10^-34 J s / 10^-40 Kg m/s = 10⁶ m

Spettri di assorbimento e di emissione

È possibile scomporre nei singoli componenti la radiazione emessa o assorbita da ciascun elemento sotto forma di righe spettrali che sono caratteristiche di ciascun elemento.

Modello atomico e spettroscopia

Dalle analisi degli spettri di assorbimento e di emissione si ricava che un elettrone in un atomo può assumere solo determinati valori di energia.

Se un elettrone passa da uno stato con energia E₁ a uno stato con energia E₂ con E₂ > E₁, gli deve essere fornita un'energia pari...