Struttura elettronica Flashcards
modello planetario di Rutherford
nucleo rappresenta il sole e gli e- i pianeti che gli ruotano attorno-
non spiega il comportamento degli e- che, secondo leggi elettromagnetiche l’e- avrebbe dovuto perdere energia nel tempo finendo per collassare sul nucleo
radiazione elettromagnetica
trasporta energia muovendosi nello spazio ad una velocità molto elevata.
ha proprietà elettriche e magnetiche, le sue proprietà ondulatorie derivano dalle periodiche oscillazioni delle sue 2 componenti
frequenza della rad elettromagnetica
si indica con il simbolo v (nu) ed è il n° di creste che passano in un punto fisso nell’unità di tempo
lunghezza d’onda
si indica con il simbolo lambda ed è la distanza tra 2 max/min consecutivi
ampiezza
si indica con a ed è la max altezza della cresta dell’onda rispetto alla base
velocità della rad nel vuoto
nota come velocità della luce. c=2,998*10^8 m/s
teoria quantistica di Plank
nei processi fisici l’energia non può essere trasferita in modo continuo, cioè in quantità piccole a piacere, ma in quantità ben stabilite dette quanti
quanto
ogni quantità fissa di energia.
un atomo può cambiare il suo stato energetico solo mediante assorbimento/emissione di quanti di energia
effetto fotoelettrico
emissione di e- dalla superficie di un metallo illuminata da luce monocromatica di energia sufficiente, con la conseguente generazione di una corrente elettrica
Einstein sulla rad elettromagnetica
la radiazione elettromagnetica è costituita da particelle (fotoni), ciascun fotone ha energia proporzionale alla frequenza della radiazione elettromagnetica e non alla sua intensità/luminosità.
l’e- viene emesso solo se il metallo è colpito da fotoni di energia sufficiente
teoria fotonica
un fascio di luce è costituito da un n° enorme di fotoni, l’intensità (brillantezza) della luce è in relazione con il n° di fotoni che incidono sulla superficie metallica nell’unità di tempo ma non con la loro energia.
affinchè sia emesso un e-, deve essere assorbito un fotone di una certa energia min, poichè dipende dalla frequenza (E=hv) la teoria prevede una frequenza di soglia
equazione di Rydberg
consente di calcolare le lunghezze d’onda di tutte le righe dello spettro dell’idrogeno
postulati di Bohr
- agli e- è permesso descrivere soltanto orbite con un determinato raggio, corrispondenti a energie ben definite
- l’e- non emette energia quando si trova in un’orbita permessa
- l’e- assorbe/emette energia solo quando passa da un livello permesso ad un altro. l’energia è emessa come fotone
le onde di de Broglie
de Broglie suggerì che l’e- poteva essere descritto sia come corpuscolo che come onda.
associa ad una particella di massa m che si muove a velocità v un’onda avente lunghezza d’onda: lambda=h/p con p=mv (momento lineare della particella).
dimostrò che la condizione di quantizzazione del momento angolare poteva essere derivata direttamente dalla nat ondulatoria dell’e- e ne diventava una sua naturale conseguenza
onde stazionarie
una corda tesa vibra ma non sono possibili solo le oscillazioni x le quali la lunghezza della corda L corrisponde ad un n° intero di semilunghezze d’onda, le lunghezze d’onda permesse sono n*(lambda/2)=L.
de Broglie suggerì che all’e- potesse essere associata un’onda stazionaria
principio di indeterminazione di Heisenberg
non è possibile det contemporaneamente e con una precisione arbitrariamente elevata coppie di grandezze fisiche complementari come la posizione e il momento lineare
come misurare la velocità o posizione di un elettrone? (collegato al principio di indeterminazione di Heisenberg)
è necessario colpirlo con un’altra particella (es un fotone) e la conseguenza è che la stessa misurazione altera la traiettoria dell’e- con il risultato di rendere impossibile det simultaneamente le due grandezze (indipendentemente dall’efficienza del sistema di misura).
se si conosce il momento con poca incertezza allora è grande l’incertezza sulla posizione
densità di probabilità
(funzione d’onda)^2
è la probabilità di trovare la particella entro una piccola regione, diviso il V di tale regione.
x calcolare la probabilità che la particella si trovi in una piccola regione dello spazio moltiplichiamo la densità di probabilità per il V di tale regione
condizioni che le funzioni d’onda devono soddisfare
- essere funzioni finite e continue ad un solo valore in ogni punto dello spazio
- tendere a 0 o all’infinito
- l’integrale del loro quadrato esteso a tutto lo spazio deve essere = a 1
le funzioni d’onda possono assumere anche valori –, ma (funz d’onda)^2 solo valori ++
cos’è l’orbita?
è la traiettoria circolare/ellittica lungo la quale un e- si muoverebbe intorno al nucleo.
l’immagine geometrica dell’orbitale è la superficie dello spazio nella quale la probabilità di trovare l’e- è max, ad ogni orbitale compete un particolare livello di energia
numero quantico principale
“n”, tutti gli orbitali che hanno lo stesso valore di n appartengono allo stesso livello (guscio/strato). n è correlato all’energia, le energie degli orbitali crescono all’aumentare di n
numero quantico secondario
“l”, divide i livelli elettronici in gruppi di orbitali detti sottolivelli, determina la forma dell’orbitale.
il valore di n determina i possibili valori di l, valori di l vanno da 0 a n-1
s = 0
p = 1
d = 2
f = 3
numero quantico magnetico
“ml”, suddivide i libelli in singoli orbitali e descrive l’orientamento spaziale di un orbitale rispetto agli altri.
valori di ml variano da -l a +l (compreso lo 0)
funzioni radiali
n,l. determina come la funzione d’onda e il suo quadrato variano con la distanza r dal nucleo, permettono di confrontare le dimensioni degli orbitali.
> è n + grande è l’orbitale
orbitale 1s
la funzione d’onda è sfericamente simmetrica, x un dato raggio il suo valore è identico in tutte le direzioni. il suo valore decresce in maniera esponenziale man mano che ci allontaniamo dal nucleo
orbitali p
un sottolivello p è costituito da 3 orbitali di uguale energia.
la grandezza aumenta all’aumentare di n
orbitali d
esistono 5 orbitali d per ogni energia data, uno di essi è leggermente diverso.
1 e- che occupa un orbitale d non si troverà mai nel nucleo
superfici di isodensità o di contorno
x una data funzione orbitale la superficie di contorno è quella superficie in cui il valore della densità di probabilità elettronica è costante e tale che la probabilità di elettrone al suo interno è pari al valore prefissato
densità di probabilità radiale
piuttosto che considerare la probabilità in V infinitesimo si considera la probabilità di trovare un elettrone in un guscio sottile di raggio r e spessore infinitesimo dr
spin elettronico
un fascio di atomi contenenti un n° dispari di e- viene diviso in 2 parti quando attraversa un campo magnetico disomogeneo, la carica elettrica dell’e- in movimento genera un debole campo magnetico, il movimento rotatorio noto come spin dell’e- può avvenire in senso orario/antiorario.
chiamato 4° n° magnetico “ms” detto momento angolare intrinseco, ha valore +1/2 o -1/2.
lo spin degli e- influenza la distribuzione degli e- negli orbitali
principio di esclusione di Pauli
stabilisce che nello stesso atomo non possono esistere 2 e- che abbiano gli stessi valori dei 4 n° quantici.
ovvero:
1. ciascun orbitale non può contenere + di 2 e-
2. gli e- che occupano lo stesso orbitale devono avere spin opposto
carica nucleare efficace
negli atomi multielettronici ogni e- è simultaneamente attratto dal nucleo e respinto dagli altri e-, la’ttrazione nucleare risulta schermata/diminuita rispetto a quanto ci si aspetterebbe, ciò è la carica nulecare efficace Zeff.
< è la Zeff < è l’attrazione verso il nucleo e > è l’energia.
come si riempiono i sottolivelli?
seguono 3 regole:
1. principio di minima energia: gli e- occupano gli orbitali a + bassa energia
2. principio di esclusione di Pauli: ogni orbitale contiene un max di 2 e- di spin opposto
3. regola di Hund: quando gli e- devono essere disposti in una serie di orbitali di uguale energia (degeneri) si occupa il > n° di orbitali possibile per avere il < n° di e- appaiati
regola di Hund
quando gli e- devono essere disposti in una serie di orbitali di uguale energia (degeneri) si occupa il > n° di orbitali possibile per avere il < n° di e- appaiati
principio di minima energia
gli e- occupano gli orbitali a + bassa energia
elettroni interni (di core)
sono quelli nel gas nobile precedente e in ogni serie di transizione completata, riempiono tutti i livelli energetici inferiori di un atomo
elettroni esterni
sono quelli nel livello energetico + alto, trascorrono la > parte del loro tempo alla max distanza dal nucleo
elettroni di valenza
intervengono nella formazione dei composti
