Le onde e gli orbitali

STUDIO DEGLI ELETTRONI E DELLE ONDE

GLI ELETTRONI: si trovano alla periferia del nucleo e si muovono. Per studiarne una particella, basta sapere la sua posizione e la sua energia. Per studiare gli elettroni si applica la meccanica quantistica.

LE ONDE: sono fenomeni periodici. Se voglio rappresentare un fenomeno periodico, che si ripete nel tempo con le stesse caratteristiche, in un grafico si presentera cosi:

La funzione che si utilizza e il seno o coseno.

ONDE ELETTROMAGNETICHE

Sono onde questo un fenomeno periodico.

E un fenomeno che ha componenti onde in C.E. e in C.M. Jede come coni. Infatti parti due grandezze ossillano in piani ortogonali l'uno rispetto all'altro.

Quindi un'onda elettromagnetica consiste di campi elettrici e magnetici che oscillano in direzione i tre loro e l'alla direzione nella quale l'onda mi propaga.

La luce e una radiazione elettromagnetica che mi propaga con velocita: 2,98•10⁸ m/s = 300 000 Km/s nel vuoto. Questa velocita viene indicala con C. Quando la luce colpise un mezzo diventa realista.

GRANDEZZE DI UNA RADIAZIONE

Tutte le onde possono essere deter- minate mediante la loro velocita, frequenza, lunghezza d'onda e ampiezza.

• LUNGHEZZA D'ONDA_λ - Il tratto corrispondente ad un intero ciclo di valori del vettore C.E (m.) ovvero e la distanza tre due punti lucani.
• FREQUENZA_v - Il numero di volte percorrendo che il vettore C.E prende.

tutti i valori possibili (Hz, s^-1), ovvero il numero di picchi che passano in un punto in un secondo (s^-1), e si esprime in Hz.

LAMPIEZZA: si indica con A e è l'altezza di un picco o la profondità di un minimo.

Se moltiplica la f per λ_d ottengo la velocità c.

Se λ onde percorre ogni secondo in un punto, la lunghezza d’onda è λ_d, la distanza percorsa in un secondo cioè la velocità: c = λ_d n.

Ma c è costante, quindi ɳ e λ_d non sono indipendenti.

LUCE MONOCROMATICA

: costituita da una sola lunghezza d'onda, come i laser.

LUCE POLARIZZATA

: i vettori campo elettrico e magnetici vibrano ciascuno in un solo piano.

SPETTRO

: insieme di radiazioni monocromatiche.

INTERFERENZA ONDE ELETTROMAGNETICHE

: le onde possono interferire.

Se due onde estreme sono in fase (es: λ₁ hanno lo stesso andamento), e dove si incontrano si sommano. La risultante è la traccia rossa.

Qui invece le onde si sottraggono l'una con l'altra perché non sono in fase.

Se le onde fossero luminose, nel primo caso si vedrebbe luce, nel secondo no.

PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG

(1925)

Ci sono delle coppie di grandezze coniugate che non possono essere accuratamente contemporaneamente. Quindi questo principio stabilisce che esiste un limite alla certezza con cui la posizione di una particella ed il suo momento possono essere contemporaneamente determinati.

Δ(m.v) . Δx ≥ h/(2π)

h = 6,62 . 10^-34 J.s

Δx = x₁ - x₀ INTERVALLO

Quindi secondo la formula, l'incertezza dell'impulso per l'incertezza della posizione non possono essere inferiori a h/(2π).

... per ottenere una elevata precisione devo aumentare la precisione di impulso (incertezza di posizione e impulso), ma trascurabile se esiste un elettrone che voliamo vedere, perciò per fare i raggi H e C.

Quindi il principio di Heisenberg dice che se voglio vedere bene l’elettrone devo illuminarlo bene, ma così vado ad ottenere la sua energia, quindi avrò diminuzione di questa grandezza. Se viceversa voglio vedere bene la sua energia, non riuscirò a vedere la sua posizione.

Per i corpi macroscopici il principio non ha alcun effetto. Vediamo x e v intra:

CORPO MACROSCOPICO ➔ m = 0,1 Kg, V = 1 m/s, errore di 1 milionesimo

Δx = h/(π[IΔv]) / [IΔ(m.v) = (6,62 . 10^-34/12,56)/10^-10 = 10^-25 m

L’impressione è talmente piccolo da non in natura mai.

ELETTRONE: Δx = (6,62 . 10^-34/2,56)/10^-30 = 105 m

Qui l’impressione è grande, quindi non so proprio niente della posizione dell’elettrone.

L’elettrone ha un’alta probabilità di trovarsi nei lobi, ma nel nodo c’è probabilità 0. Quando si rappresenta la densità questo è impossibile, ma non secondo la meccanica quantistica.

NUMERO QUANTICO DI SPIN: S, m_s

m_s è legato ad un momento: l’elettrone ha infatti è associato al momento angolare intrinseco dell’elettrone. È più comprensibile considerandò l’elettrone come una particella che ruota intorno al proprio asse. m_s può assumere solo 2 valori: +¹/₂ -¹/₂

ENERGIA ORBITALI DI ATOMI POLIELETTRONICI:

L’energia degli orbitali, ovvero degli elettroni che riempiono gli orbitali, è data per questo vale solo per l’elettrone di H e monotronerici. Negli altri sistemi in polietrone, l’energia dipende anche da altri fattori, per es atomi la risoluzione dell’equazione di Schrödinger è approssimata. Per questo l’energia degli orbitali non dipende più soltanto da n, m ma anche da l e z numero degli atomi ionici. Quando l’orbitale 1s dell’H ha un’energia inferiore alle 1s dell’He dell Litani. Sotto anche la forma di gli orbitali (e) influisce. Man mano che aumenta Z l’energia dell’orbitale 1s diminuisce, non sono sempre minore energia di tutti gli atomi. Lo tiene forma gli orbitali p.

REGOLE DI RIEMPIMENTO (AUFBAU):

• CONFIGURAZIONE ELETTRONICA: disposizione degli elettroni negli orbitali di un atomo polielettronico nello stato di minima energia (minimum energy già veder-con- è più stabile e tende meno a reagire.) Segue le regole da seguire.

1) PRINCIPIO DELLA MINIMA ENERGIA:

Ogni elettrone occupa l’orbitale a più bassa energia disponibile.