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QUATTRO
onde elettromagnetiche = sono una
forma
di
energia
che si
propaga
nello
spazio
con una velocità che nel vuoto e di circ 300 mila Km/s
e
comprendono
:
- la luce visibile
- le radiazioni invisibili come : Le onde radio
· i
raggi
ultravioletti (UV)
· irogyi infrarossi (IR)
· iraggi
x
· iraggi y
elettromagnetiche
hanno una natura dualistico : un carattere ondulatorio (riflessione ,
rifrazione, interferento ,
diffrazione
)
· un
carattere
corpuscolare (fotoemissione
, foto elettrica)
LA TEORIA ONDULATORIA DI MAXWELL
de onde elettromagnetiche
sono caratterizzate da una variazione
periodica
/di tipo
sinusoidale ,
cioè
tutte di
una stessa
lunghezza donda)
di un campo
elettrico
(E) e di un
campo
magnetico (5)
tra loro
-erpendicolari
la
cui intersezione coincide con la direzione di
propagazione
d'onda
Le
onde
elettromagnetiche
si
propagano
nello spazio
circostante in tutte le direzioni con un movimento ondulatorio , descritto da una curva sinusoidale
I
parametri
che caratterizzano una simile anda
fondo
di tipo trasversale) :
· AMPLEZZA
/Emax
o
Bmax)
=
e l'altezza
massimo o minima raggiunta
dalla cresta dell'onda
· il PERIODO (T)
= tempo impiegato
dall'onda
elettromagnetico per
compiers
un'oscillazione
completa .
Unità di misura =
secondo (s)
la
Frequenza
(w)
=
inverso
periodo
: V
= 1
(unita
di misura
E 1/ secondo (S)
detto Hertz(Hz)
·
la
Lunghezza d'onda(x)
=
spazio
percorso
dall'onda
elettromagnetica
nel
tempo
di
un periodo
(distanza fro de creste
cons"
=
2x
= 2
dell'onda -
z
· / Numero D'Onde (e)
= numero delle lunghette
dondo
contenute nell'unità di
lunghezza
unitàdi misura con V =
2
· una radiazione elettromagnetica
caratterizzata da un
solo volore
di
lunghezza
dondo
,
o
meglio
da un solo valore
di frequento , si dice:
monocromatica
·
policromatica
di radiazioni
monocromatiche
- la luce bianco irradiato dal sole o do una comune lampadina
a incandescenza
è
formata
da un
miscuglio
di radiazioni
monocromatiche di
colore diverso
LA
NASCITA DELLA
TEORIA DEL QUANTI
Gli elettroni /teoria
di Lorentz)
gli
elettroni muovendosi entro
gliatomi
con un
moto
non
rettilinio
e uniforme
determinerebbero l'emissione di onde elettromagnetiche
gli
elettroni
sono : -
emettitori
elementari
/microscopici)
J
le
onde elettromagnetiche
emesse sarebbero allora
- > caratterizzate dalla stessa frequento
di questi
oscillatori
/oscillazioni
di
tipo
armonico di ben determinata
frequenta(
elementari
Lo
spettro
di
emissione del
corpo
nero
ogni corpo
solido
, a qualunque temperatura
,
emette
dazioni
a spettro
continuo
↓
invisibili a
temperatura
ordinaria , ma
aumentando d
temperatura
diventano visibili
- l'intensità delle radiazioni
, dipende
da:
temperatura /cambia anche il
colore
·
lunghezza
d'onda ,
diverso do sostanzo o sostante
oggetto
che assorbe tutto
la radiazione elettro magnetica
e non la riflette
I
il
corpo
emittente è un corpo
nero
lo
spettro
risulta
indipendente
dalla natura della sostanza stesso e della forma
del
corpo
l'intensità delle radiazioni cambia solo da temperatura frequente
Rayleigh
e Jeans
determinarono l'intensità della radiazione in
funzione della frequenti
dove energia
media
degli
il
assoluta
equazione
falsa perché
intensità totale
emessa non
e
infinita
Plank
energia
radiante di un particolare
oscillatore di
frequento
v fosse
circoscritta
a
valori discreti e non
potesse
variare ad arbitrio : E
=
hr
↓
h
costante di Plank
= 6 .
.
ergs
=
. 623-10-3s
lo dice
perché
secondo lui
un
oscillatore
armonico microscopico
non poteva
avere valori
qualsiasi
di
energia
=h hukt
legge
di
Rayleigh
e Jeans
stabilisce che I diventa
infinito
al tendere di vero
,
mentre
l'esperienza
mostra che I-
per
grandi
valori di v
Plank
Ipotizzò che
:
a il
corpo
nero fosse composto
di
oslatori
armonici ,
cioe di
piccole
particelle legate
alle loro
posizioni
di
equilibrio
da
farze
elastiche
, di tipo
di quelle
delle
legge
di Hooke
· l'assorbimento
o emissione di radiazioni non
è continuo ,
anti , l'energia
di ciascun oscillatore deve essere sempre
un multiplo
intero
di un certo
quanto
di energia
la cui
grandetta
dipende
dalla frequenta
naturale dell'oscillatore secondo
la legge
E
hv
PRIMO
POSTULATO
DEL
M.
A .
BOHR
della quantizzazione
del momento della
quantità
di moto
- il valore del modulo del momento della quantità
di moto dell'elettrone
rotante deve essere un
multiplo
intero della
quantità Merre
new
/elettrone può
muoversi solo lungo definite orbite circolari
- ciò consente : · quantizzazione
della quantità
di moto
· quantizzazione
del raggio
delle orbite
· quantizzazione dell'energia
corrispondono a valori costanti di
energia
,
chiamati stati stazionari
dell'atomo
n
numero quantico principale , definisce
raggio
dell'orbita e
energio
dell'elettrone
SECONDO
POSTULATO DEL M.
A BOHR
postulato
delle transizioni
tra livelli
energetici
che riguardo
l'assorbimento e l'emissione di onde elettromagnetiche
- l'atomo emette/assorbe energia
sottoforma
di radiazioni elettromagnetiche
solo
quando
si verificano delle transizioni ,
cioè passaggi , tra stati quantici
diversi
e
quando
ciò si verifica
, l'energia corrispondente
alla
differento
tra i livelli energetici propri degli
stati quantici
tra i
quali
avviene la transizione considerata e
emessa/assorbita
sotto forma
di un unico
fotone
.
lo stato normale dell'atomo è
quello corrispondente
alla minimo
energia
:
· l'elettrone si trova nello stato quantico più
basso
·
l'elettrone ruota sull'orbita
più
interna .
fornendo
sufficienti quantità
di
energia ,
si può promuovere
l'elettrone dallo stato
fondamentale
a stati quantici più
elevati (stati eccitati)
·
saltoé da n
=
1 a n°
· assorbe una
quantità
di
energia
pari
a DE
=
Epi-En
De è
l'energia del
fotone emesso o
assorbito
, sapendo
che
è
uguale
a
h.
~(h
= costante di Plank ,
u
freq
. radiazione elettromagnetica) , ottengo
che : v
=E
- Sommerfeld considera che gli
elettroni possono
descrivere non solo le orbite circolari ,
me anche orbite
ellittiche
- definí un secondo numero quantico (secondario,
azimutale ,
angolare)
indicato con l
- considerando che l'elettrone è una carica elettrica in movimento ,
che genera
un campo magnetico
che interagisce
con un campo magnetico
esterno ,
definí
un terzo numero quantico
(numero quantico
magnetico) simboleggiato
con m
è in
grado
di spiegare
alcuni dati sperimentali ,
definire
le traiettorie
degli
elettroni e
impossibile
e
impossibile
determinare contempo
raneamente la
posizione
e la velocità di un elettrone rotante
incertezza
IL PRINCIPIO
DI
INDETERMINAZIONE
DI
HEISENBERG
sulla
quantito
realizzare condizioni operative
nelle
quali
le incertezze delle misure di
posizione e quantità di moto risultano trascurabili Am
= h
L'equazione
risulta : AxAux
= incehrtetioni
· con oggetti macroscopici
si avranno
piccole
incertezze per
entrambe le grandezze
· con oggetti
microscopici
si gurano
piccole
incertente su una
grandezza ,
e
grandi
incertezze sull'altra
EQUAZIONE
DI DE
BROGLIE
materia
in movimento dotata di
massa m e
velocità e
è
dotato di un'onda materiale tridimensionale la cui
lunghezza
dando 1
e :
1
(NON
è un'onda
elettromagnetica
· Con oggetti macroscopici si avranno lunghezze
d'anda
impercettibili
in quanto
essa non viene irradiata nello
spazio dal sistema materiale
· Con
oggetti
microscopici
si auranno lunghezze
dondo importanti
E
Calcola la
massa i associata a una mole di fotoni monocromatici con lunghezza
d'onda
pari
a 3000
equazione
di De Broglie 1 m
==
.
ke/fotone
per
una mole di
fotoni
sicuro:
XV
10 m
. 3 . 108 ms
m
.
3 .
Ky/fotone
. 6 ,
.
fotoni/mal
EQUAZIONE DI
SCHRÖDINGER
.
Ky/mol
partendo
dell'idea
che
l'elettione
può
essere considerato un'onda
, propose
di
applicare
la sua equazione,
valido
per
ogni tipo
di onde
la densità di
energia elettromagnetica
in
ogni
punto
dello spazio
è legato
alla probabilità
dei fotoni
di trovarsi in un certo istante in
una determinato
area di volume dV nello
spazio
. f'è proporzionale
alla densità di probabilità
di trovare
il
fotone in un
punto
·
↑2) è
proportionale
alla densità di
probabilità
di trovare l'elettrone in
un punto
NUMERI QUANTICI
descrivono lo stato e la
posizione degli
elettroni in
un
atomo
· numero
quantico principale
n (n
= 1 .
2 . 3 ,
.....
- ,
indica distanza
tra
elettrone e nucleo
(definisce
il livello
energetico permesso)
(per trovarlo
· numero quantico secondario/azimutale ,
l (l
= 0 .
.
.
..... n-1) ,
definisce
la
forma
dell'orbitale
(
= 0 (orbitales) (l
=
=
orbitalep)
ec .....
· numero quantico magnetico ,
m ,
(-l .(2-1) ......
.
,
.......
- . 1) indica i tre possibili
orientamenti
y
nello
spazio
· numero quantico
di spin , m ,
,
indica la direzione dello
spin.
ORBITALE
=
ogni
autofunzione
associata a una terna
di numeri quantici n i
l
, me
al variare del numero
quantico
secondario assumono diverse denominazioni l
= 0 tipos
l
tipo
d
ORBITALI ATOMICI
2
1
tipoe
&
3 tipof
la
probabilità
che l'elettrone si trovi a una distanzar , siguó
calcolare come la probabilità
che si trovi entro un guscio
sferico di
raggior
e
spessore
infinitesimo dr
· v = 0 = Y = valore
infinito
, perché
ro ,
du
= 0 .
/Pl
= valore
infinito
tra i due estremi ci sono lo più
massimi
· v
= d
= Y =
0 ,
dato che
du
= a /
più
rapidamente
3
· orbitali di tipo
s hanno simmetica sferica
· orbitali di tipo e
hanno simmetria assiale , superficie
a due lobi tangenti
uno dall'altro
· orbitali di tipo
d costruiti con stesso
ragionamento y
, ma doppi
ATOMI CON PIÙ ELETTRONI
con atomi che hanno
giù
di un elettrone
,
oltre a considerare l'attrazione tra elettrone e nucleo
,
occore considerare le mutre
repulsioni fo gli
elettroni
attraendo
un'equazione
non risolvibile esattamente.
REGOLA DELLA MASSIMA MOLTEPLICITA DI HUND
Quando
vengono
sistemati
degli
elettroni in una
serie di
orbitali
di
uguale
energia
(nel
uguali)
incssenza
di
campi
esterni
,
essi
tendono
distribuirsi in
orbitali diversi occupandone
il maggior
numero a
spin paralleli , piuttosto
che
raggrupparsi
a da a due a sein antipara
finché
ci siano in
quel gruppo degli
orbitali
vacanti
ogni
quadratino
e un orbitale
CONFIGURAZIONE ELETTRONICA
configurazione
elettr .
abbreviata :
N
[He] elettroni in gir
del gas
nobile
gasnobile
prima
dell'elemento
ESEMPIO 1
Mn-z
25
1s
e
son
Is it
ESEMPIO 2
Bi +
z
= 83 15224293523945230104903
, 246105906547115610693
1s Abbr [Xe]4f
Gs
Ge
3s
Splen
3 didata
e
Gi
be
ELETTRONI
DI VALENZA
-elettroni
appartenentia
Livelli
più
esterni
alto numero di n
importanti per
le proprietà
chimiche
