Capitolo 7 - La struttura elettronica degli atomi

Question 1

onda

Answer 1

un disturbo vibrazionale attraverso il quale si trasmette energia (la velocità di propagazione di un’onda dipende dal tipo di onda e dalla natura del mezzo attraverso il quale viaggia l’onda)

Question 2

lunghezza d’onda (lambda)

Answer 2

la distanza tra due punti uguali su due onde successive

Question 3

frequenza v (nu)

Answer 3

il numero di onde che passano per un determinato punto in un secondo

Question 4

ampiezza

Answer 4

è la distanza verticale tra la linea mediana di un’onda e un suo picco o una sua valle

Question 5

onda elettromagnetica

Answer 5

è costituita da una componente i campo elettrico e una componente di campo magnetico (velocità app: c = 3.00 x 10^8 m/s)

Question 6

teoria di Maxwell

Answer 6

fornisce una descrizione matematica del comportamento della luce - descrive accuratamente come l’energia, sotto forma di radiazione, si possa propagare attraverso lo spazio sotto forma di campi elettrici e magnetici oscillanti

Question 7

radiazione elettromagnetica

Answer 7

è la radiazione prodotta dall’emissione e dalla trasmissione di energia sotto forma di onde elettromagnetiche - esistono diversi tipi di radiazioni e vengono classificati in base alla frequenza e alla lunghezza d’onda

Question 8

Plank

Answer 8

affermò che atomi e molecole erano in grado di emetter (o assorbire) energia solo in quantità discrete, cioè sotto forma di pacchetti

Question 9

quanto

Answer 9

la più piccola quantità di energia che può essere emessa (o assorbita) sotto forma di radiazione elettromagnetica

Question 10

effetto fotoelettrico

Answer 10

fenomeno che si verifica quando determinati metalli vengono esposti a una luce di frequenza maggiore o uguale a un valore minimo detto frequenza di soglia. tal esposizione comporta l’emissione di elettroni dalla superficie del metallo

Question 11

Einstein

Answer 11

suggerì che un fascio di luce possa anche essere considerato, in realtà, come un fascio di particelle

Question 12

fotoni

Answer 12

particelle di luce

Question 13

spettri di emissioni

Answer 13

spettri di radiazioni continui o a righe emessi dalle sostanze - si ottiene in seguito all’eccitazione di un campione di materia con energia termica o altre forme di energia (lo spettro di emissione di ogni elemento è una sua caratteristica peculiare)

Question 14

spettri di righe

Answer 14

emissioni di luce a specifiche lunghezze d’onda - la luminosità di una riga dello spettro dipende da quanti fotoni della stessa lunghezza d’onda sono stati emessi

Question 15

Bohr

Answer 15

postulò che all’elettrone fosse consentito occupare solo certe orbite di specifica energia - un elettrone che si trova in una delle orbite permesse non irradierà energia, e quindi non collasserà, muovendosi a spirale verso il nucleo

Question 16

stato fondamentale (o livello fondamentale)

Answer 16

lo stato a più bassa energia del sistema

Question 17

stato eccitato (o livello eccitato)

Answer 17

livello di energia più alta rispetto allo stato fondamentale - maggiore sarà lo stato eccitato, più lontano dal nucleo si troverà l’elettrone

Question 18

spettro dell’idrogeno

Answer 18

si estende su una vasta gamma di lunghezze d’onda comprese tra l’infrarosso e l’ultravioletto

Question 19

De Broglie

Answer 19

ipotizzò che dal momento che le onde possono comportarsi come fasci di particelle (fotoni), allora forse anche le particelle come gli elettroni possono possedere proprietà ondulatorie - un elettrone legato a un nucleo si comporta come un’onda stazionaria

Question 20

nodi

Answer 20

l’ampiezza d’onda in questi punti è uguale a zero

Question 21

principio di indeterminazione di Heisenberg

Answer 21

è impossibile conoscere simultaneamente e con esattezza il momento (il prodotto tra massa e velocità) e la posizione di una particella

Question 22

equazione di schrödinger

Answer 22

definisce i possibili stati energetici che l’elettrone può assumere in un atomo di idrogeno e identifica le corrispondenti funzioni d’onda

Question 23

densità elettronica

Answer 23

definisci la probabilità di trovare un elettrone in una particolare regione di un atomo - il quadrato della funzione d’onda definisce la distribuzione della densità elettronica in uno spazio tridimensionale intorno al nucleo - regioni ad alta intensità elettronica definiscono regioni in cui si ha un’alta probabilità di trovare l’elettrone, mentre l’opposto si avrà per le regioni a bassa densità elettornica

Question 24

orbitale atomico

Answer 24

funzione d’onda di un elettrone in un atomo - la probabilità di trovare l’elettrone nello spazio, è descritta da quadrato della funzione associata a quell’orbitale

Question 25

atomi polielettronici

Answer 25

atomi contenenti due o più elettroni

Question 26

numeri quantici

Answer 26

descrivere la distribuzione degli elettroni nell’idrogeno e negli altri atomi - tre: numero quantico principale, numero quantico secondario o angolare, numero quantico magnetico - più uno: numero quantico magnetico di spin

Question 27

numero quantico principale (n)

Answer 27

può assumere valori interi
in un atomo di idrogeno, il valore di n determina l’energia dell’orbitale
definisce anche la distanza media dal nucleo di un determinato orbitale

Question 28

numero quantico angolare

Answer 28

definisce la ‘forma’ degli orbitali
dipende dal valore del numero quantico principale
assume i valori interi compresi tra 0 e (n-1)
(il livello n = 2 è composto da due sottolivelli chiamati 2s e 2p, dove il 2 denota il valore di n e s e p i valori del nqa)

Question 29

numero quantico magnetico

Answer 29

descrive l’orientamento dell’orbitale nello spazio

all’interno di un sottolivello il valore di mqm dipende dal valore del nqa

Question 30

numero quantico magnetico di spin

Answer 30

per tenero conto dello spin dell’elettrone si rende necessario introdurre un quarto numero quantico che può assumere i valori di +1/2 o -1/2 - in realtà gli elettroni non ruotano fisicamente attorno al proprio asse ma le loro proprietà magnetiche sono le stesse cha avrebbero se effettivamente lo facessero

Question 31

diagramma della superficie limite

Answer 31

racchiude circa il 90% della densità elettronica totale di un orbitale

Question 32

orbitale s

Answer 32

hanno forma sferica ma differiscono nelle dimensioni, che aumentano all’aumentare del numero quantico principale (le caratteristiche più importanti degli orbitali atomici sono la loro forma e le loro dimensioni relative che vengono adeguatamente rappresentate dai diagrammi delle superfici limite)

Question 33

orbitali p

Answer 33

hanno le stesse dimensioni, la stessa forma e la stessa energia ma differiscono per l’orientazione. ogni orbitale p può essere pensato come costituito da due lobi su parti opposte rispetto al nucleo

Question 34

orbitali d e successivi

Answer 34

la diversa orientazione corrisponde a differenti valori di mqm, ma anche in questo caso non c’è corrispondenza diretta tra una data orientazione e un particolare valore di mqm - gli orbitali a energia più alta degli orbitali d sono chiamati f, g..

Question 35

energia degli orbitali

Answer 35

l’energia totale di un atomo dipende non solo dalla somma delle energie degli orbitali, ma anche dalle energie di repulsione tra gli elettroni presenti in questi orbitali
per l’idrogeno: energia determinata dal suo numero quantico principale e aumenta come 1s < 2s = 2p < 3s = 3p = 3d < 4s = 4p = 4d = 4f < …

Question 36

configurazione elettronica

Answer 36

il modo in cui gli elettroni sono distribuiti tra i vari orbitali atomici

Question 37

principio di esclusione di Pauli

Answer 37

in un atomo non possono esistere due elettroni che abbiano gli stessi quattro numeri quantici

Question 38

sostanze pragmatiche

Answer 38

contengono spin non appaiati e sono attratte da un magnete

Question 39

sostanze diamagnetiche

Answer 39

non contengono elettroni spaiati e sono leggermente respinte da un magnete

Question 40

effetto schermante

Answer 40

riduce l’attrazione elettrostatica tra i protoni del nucleo e l’elettrone dell’orbitale 2s o 2p

Question 41

regola di hund

Answer 41

la disposizione più stabile degli elettroni in un sottolivello è quella con il maggior numero di spin paralleli

Question 42

regole generali per determinare il numero massimo di elettroni assegnati ai vari sottolivelli e orbitali

Answer 42

ogni livello principale di numero quantico n contiene n sottolivelli
ogni sottolivello di numero quantico nqa contiene (2nqa + 1) orbitali
non si possono sistemare più di due elettroni nello stesso orbitale
un metodo veloce per determinare il numero massimo di elettroni che un atomo può avere nel livello principale n è di usare la formula 2n^2

Question 43

principio di Aufbau

Answer 43

come i protoni si addizionano uno a uno al nucleo nella costruzione degli elementi, così gli elettroni si addizionano agli orbitali atomici - conoscenza dettagliata della configurazione elettronica dello stato fondamentale degli elementi

Question 44

core di gas nobile

Answer 44

il gas nobile immediatamente precedente all’elemento che stiamo considerando

Question 45

metalli di transizione

Answer 45

hanno il sottolivello d parzialmente riempito oppure danno facilmente luogo a cationi che hanno sottolivelli d parzialmente riempiti

Question 46

lantanidi (o serie delle terre rare)

Answer 46

i metalli della serie delle terre rare sono quelli che hanno il sottolivello 4f parzialmente riempito o che sono in grado di dare luogo a cationi che hanno sottolivello 4f parzialmente riempito

Question 47

serie degli attinidi

Answer 47

la maggior parte di questi elementi non si trova in natura ma è stata sintetizzata in laboratorio