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MODELLI ATOMICI -Rutherford -Bohr (meccanica quantistica) -Schrodinger (Einstein, De Broglie, Eisengerg) (meccanica ondulatoria) (meccanica ondulatoria)

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Presentazione sul tema: "MODELLI ATOMICI -Rutherford -Bohr (meccanica quantistica) -Schrodinger (Einstein, De Broglie, Eisengerg) (meccanica ondulatoria) (meccanica ondulatoria)"— Transcript della presentazione:

1 MODELLI ATOMICI -Rutherford -Bohr (meccanica quantistica) -Schrodinger (Einstein, De Broglie, Eisengerg) (meccanica ondulatoria) (meccanica ondulatoria)

2 Modello planetario di Rutherford + Le leggi dell’elettromagnetismo stabiliscono che quando una carica elettrica subisce una qualsiasi accelerazione perde energia - L’elettrone movendosi di moto circolare perderebbe energia cinetica avvicinandosi progressivamente al nucleo (in circa s) -

3 energia E = h. = h. c/ Costante di Plank 6.6 x J. s frequenza Lunghezza d’onda Velocità della luce nel vuoto = 3x10 8 m/s

4 Spettro di emissione Spettro di assorbimento Hydrogen gas

5 Le posizioni delle righe negli spettri di assorbimento ed emissione di un dato elemento coincidono

6 Spettri di assorbimento ed emissione del carbonio

7 I condizione Forza centrifuga = forza di attrazione elettrostatica elettrostatica m e. v 2 /r = e 2 /r 2 [1] m e. v 2 /r = e 2 /r 2 m e. v 2 = e 2 /r [2] m e. v 2 = e 2 /r II condizione Il momento angolare del sistema può solo avere certi valori discreti o quanti m e. v. r = n. h/2  con n =1,2,3… risolvendo in v e sostituendo in risolvendo in v e sostituendo in [2] r = n 2. h 2 /4  2. m. e 2 = n 2. cost Calcolando l’energia totale dell’elettrone E = energia cinetica + energia potenziale E = (1/2m.v 2 ) + (- e2/r) da cui E = - (2  2.m.e 4 )/(n 2.h 2 ) = -cost / n 2 memememe mnmnmnmn veveveve r + - Modello atomico di Bohr

8 Ppostulati del modello atomico di Bohr 1. L'atomo si trova normalmente in uno stato stazionario che non irradia energia. 2. Le orbite permesse all'elettrone, di massa m e di velocità v, in ogni stato stazionario sono soltanto quelle aventi un raggio r tale da rendere il suo momento angolare mvr pari ad un multiplo intero del quanto di momento angolare h/2 . 3. L'atomo può assorbire o irradiare energia solo quando passa da uno stato stazionario ad un altro. Niels Bohr

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10 Spettro di emissione E = hc/ E = hc/ n = 5 = 3 = 2 = 1 = 4 Questa transizione non è possibile

11 La natura procede a salti !

12 Il modello di Bohr, per quanto stimolante, ha due limitazioni: formalmente non è “ortodosso”; si parte dalla meccanica tradizionale (Newtoniana) e si arriva ad un modello fisico discontinuo introducendo assunzioni non dimostrate. il modello fornisce una spiegazione delle proprietà spettroscopiche dell’atomo di idrogeno (l’elemento più semplice) ma non è sufficientemente “robusto” per interpretare gli spettri energetici degli altri elementi.

13 Principio di indeterminazione di Heisenberg Significato: Proprietà accoppiate di un elettrone (posizione e momento, energia e tempo di permanenza in un dato volume) non possono essere determinate simultaneamente con precisione infinita.  Per  si intende la variazione di errore nella determinazine

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15 Tempo di esposizione: corto Tempo di esposizione: lungo Ben risolta la posizione Ma si perde la traiettoria Non risolta chiaramente la posizione Ma si hanno informazioni sulla traiettoria

16 Ipotesi della dualità onda-corpuscolo di de Broglie a tutti gli oggetti in movimento è possibile associare una lunghezza d’onda quanto più piccolo è l’oggetto tanto maggiore è la lunghezza d’onda associata (e quindi più esplicito sarà il suo comportamento ondulatorio)

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18  2  V:esprime la probabilità che una particella descritta dalla funzione si trovi nel volume infinitesimo  V intorno ad un punto di coordinate x, y, z.

19 n = x n = x numero quantico principale dimensioni ed energia l = 0 …. (x-1) l = 0 …. (x-1) numero quantico secondario forma m = -l … +l m = -l … +l numero quantico magnetico orientamento spaziale Le soluzioni possibili dell’equazione di Schrodinger sono quelle che si ottengono attribuendo dei valori interi ben definiti a certi parametri che compaiono nelle espressioni della funzione d’onda. Questi parametri sono tre, sono detti numeri quantici e sono tra loro interconnessi.

20 n = x, l = 0 …. (x-1), m = -l … +l n = 1 l = 0, m= 0 1s n = 2 l = 0, m= 0 n = 2 l = 1, m= +1, 0, -1 2s 2p n = 3 l = 1, m= +1, 0, -1 n = 3 l = 2, m= +2, +1, 0, -1, -2 n = 3 l = 0, m= 0 3s 3p 3d

21 n = 4 l = 0, m= 0 n = 4 l = 1, m= +1, 0, -1 n = 4 l = 2, m= +2, +1, 0, -1, -2 n = 4 l = 3, m= +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 4s 4p 4d 4f

22 Osservazione “diretta” di orbitali d (d z 2 ) e di legame Cu-Cu nella molecola di Cu2O J.M.Zuo ed al., Nature, vol 401, 2 sett. 1999


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