Meccanica quantistica

LE PARTICELLE CHE COMPONGONO L'ATOMO

Elemento → una porzione di materia i cui atomi hanno la stessa carica nucleare positiva (numero di protoni)

Atomo → formato da 3 elementi

1. Protoni → cariche positive
   • Massa = 1,672 · 10^-27 kg
   • Carica = 1,602 · 10^-19 Coulomb
2. Neutroni → particelle prive di carica
   • Massa = 1,675 · 10^-27 kg
   • Carica = 0
3. Elettroni → cariche negative
   • Massa = 9,109 · 10^-31 kg
   • Carica = -1,602 · 10^-19 Coulomb

La dimensione di un atomo è data fondamentalmente dall'elettrone più esterno e dalla sua distanza più probabile dal nucleo.

• Il nucleo come dimensioni sono circa uguali alla centomillesima parte della dimensione dell'atomo.
• Quindi si può dire che la materia è "molto vuota" e che la relazione tra 2 atomi si restringe alla relazione tra i loro elettroni.

Per "vedere" un atomo (più precisamente per avvicinarsi il più possibile)

1. È necessario che l'atomo sia fermo, magari su un solido come un metallo o un cristallo
2. Mi avvicino a distanza atomica con un microscopio a punta sulla superficie
3. Ciò che avviene è un fenomeno quantistico, infatti si cerca
   • un'interazione tra gli elettroni dei 2 atomi che vado ad avvicinare
4. Se c'è, ottengo un rilevamento, e il microscopio riporta al computer, di una protuberanza che si può proiettare su una superficie.

LE PARTICELLE CHE COMPONGONO L'ATOMO

ATOMO → FORMATO DA 3 ELEMENTI

1. PROTONI → CARICHE POSITIVE
   • MASSE = 1,672 · 10^-27 Kg
   • CARICA = 1,602 · 10^-19 COULOMB
2. NEUTRONI → PARTICELLE PRIVE DI CARICA
   • MASSE = 1,675 · 10^-27 Kg
   • CARICA = 0
3. ELETTRONI → CARICHE NEGATIVE
   • MASSE = 9,109 · 10^-31 Kg
   • CARICA = -1,602 · 10^-19 COULOMB

• LA DIMENSIONE DI UN ATOMO È DATA FONDAMENTALMENTE DALL’ELETTRONE PIÙ ESTERNO E DALLA SUA DISTANZA PIÙ PROBABILE DAL NUCLEO
• IL NUCLEO COME DIMENSIONI SONO CIRCA UGUALI ALLA CENTOMILLESIMA PARTE DELLA DIMENSIONE DELL’ATOMO
• QUINDI SI PUÒ DIRE CHE LA MATERIA È "MOLTO VUOTA" E CHE LA RELAZIONE TRA 2 ATOMI SI RESTRINGE ALLA RELAZIONE TRA I LORO ELETTRONI

PER "VEDERE" UN ATOMO (PIÙ PRECISAMENTE PER AVVICINARCI IL PIÙ POSSIBILE)

1. È NECESSARIO CHE L'ATOMO SIA FERMO, AGGARI SU UN SOLIDO COME UN METALLO O UN CRISTALLO
2. MI AVVICINO A DISTANZA ATOMICA CON UN MICROSCOPIO A PUNTA SULLA SUPERFICIE

CIÒ CHE AVVIENE È UN FENOMENO QUANTISTICO, INFATTI SI CERCA UN'INTERAZIONE TRA GLI ELETTRONI DEI 2 ATOMI CHE VADO AD AVVICINARE

• SE C'È, OTTENGO UN RILEVAMENTO, E IL MACCHINAIO POI RIPORTA AL COMPUTER, DI UNA PROTUBERANZA CHE SI PUÒ PROIETTARE SU UNA SUPERFICIE

Nella tavola periodica la posizione di ogni elemento era definita da un numero ordinale, determinato in funzione del peso atomico dell'elemento

• Le misure e l'esistenza degli elementi dipende dal luogo (area geografica) in cui le consideri
• Quindi prima di mettere nella tavola periodica deve essere stato il risultato di molti esperimenti
  • Se diversa si devono mediare le composizioni isotopiche locali
  • Isotopi = Atomi che hanno lo stesso numero di protoni ed elettroni (numero atomico Z) ha diverso numero di neutroni (numero di massa)

Nella tavola periodica non c'è nessun elemento che abbia massa atomica fatta solo da numeri interi ha hanno tutti una serie di decimali

• Questo è dovuto al fatto che alcuni elementi abbiano più isotopi

Esempio:

Abbondanze isotopiche del carbonio

• 8,9% ¹²C
• 0,9% ¹³C
• 0,1% ¹⁴C

La massa dell'elemento è la media pesata della massa 12 pesata 0,99, 13 pesata 0,009, e 14 pesata 0,001

• 12,011

Massa carbonio = (12 ⋅ 0,99) + (13 ⋅ 0,009) + (14 ⋅ 0,001) = 12,001

• Deriva dalla composizione isotopica

Isotopi

• ¹H = Idrogeno
• ²H = Deuterio
• ³H = Trizio

Molecola

• La più piccola combinazione di atomi presente in un compo