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Relazione fra energia e frequenza E = h h = costante di Plank 6.62 x 10 -34 J s E.

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Presentazione sul tema: "Relazione fra energia e frequenza E = h h = costante di Plank 6.62 x 10 -34 J s E."— Transcript della presentazione:

1 Relazione fra energia e frequenza E = h h = costante di Plank 6.62 x J s E

2 E = mc 2 = h = c / = h / mc Per i fotoni: Per un qualsiasi corpo in movimento: = h/mv v=velocità del corpo in movimento

3 Sulle particelle subatomiche Non è possibile conoscere contemporaneamente la posizione e la quantità di moto di un corpo in movimento p=mv

4 Principio di indeterminazione di Heisenberg La posizione e la velocità di un elettrone non possono essere determinate con precisione Pero lenergia SI

5 Diagramma in scala di energia dei livelli elettronici nell'atomo di idrogeno. Le frecce indicano alcune transizioni possibili. E = E(2) –E(1) = h

6 Evidenza sperimentale Porzione dello spettro di emissione dell'idrogeno atomico.

7 Dalla equazione di Schroedinger agli orbitali atomici Per ogni valore di energia, ovvero per ogni n, vi sono diverse funzioni donda che soddisfano lequazione di Schroedinger. Queste funzioni non permettono di localizzare la posizione dellelettrone ma consentono di valutare la Probabilità di trovare lelettrone in un certo intervallo

8 Intermezzo matematico Data una funzione donda, la probabilità di trovare un elettrone entro una certa area, d, è data dal valore di 2 d. 2 è definita come densità elettronica.

9 Orbitale atomico Regione dello spazio intorno al nucleo delimitata da una superficie allinterno della quale ce il 99% di probabilita di trovare lelettrone Essi sono le funzioni donda ottenute dalla risoluzione della equazione di Schroedinger

10 Gli orbitali atomici. n=1. Orbitale 1s

11 Gli orbitali atomici. n=2. Orbitali 2s e 2p

12 Gli orbitali atomici. n=3. Orbitali 3s e 3p e 3d

13 Gli orbitali atomici. n=4. Orbitali 3s, 3p, 3d e 3f Al quarto livello energetico, a cui è associato la stssa energia Vi sono 4 tipi di orbitali diversi (s,p,d,f). Ciascun tipo di orbitale ha una forma diversa Ci sono 3 orbitali di tipo p, 5 orbitali di tipo d, e 7 orbitali di tipo f. In totale, ci sono quindi 16 orbitali che possiedono esattamente la stessa energia.

14 Sezioni della superfici a 2 costante

15 Orbitale atomico Regione dello spazio intorno al nucleo delimitata da una superficie allinterno della quale ce il 99% di probabilita di trovare lelettrone

16 Orbitale atomico Gli orbitali si compenetrano!

17 Ancora 2 concetti per capire meglio…

18 Probabilità radiale Permette di valutare la distanza dal nucleo alla quale è piu probabile trovare un elettrone E il concetto che permette di visualizzare la distanza dellelettrone dal nucleo

19 Probabilità radiale

20 Il segno degli orbitali

21 Numero quantico di spin m s =1/2, -1/2 E indipendente dagli altri numeri quantici

22 Atomi polielettronici Tutto ciò vale per latomo di idrogeno, che contiene un solo elettrone ed un solo nucleone. Solo per un sistema semplice come latomo di idrogeno è possibile trovare le soluzioni esatte della equazione di Schroedinger e quindi trovare le funzioni donda.

23 Atomi polielettronici Per un sistema piu complesso, quale per esempio latomo di elio, che contiene 2 elettroni, o qualsiasi altro atomo, noi possiamo solo avere delle soluzione approssimate, che corrispondono alle stesse funzioni trovate per latomo di idrogeno. Dunque i livelli energetici e gli orbitali s,p, d ed f, definiti per latomo di idrogeno, sono utilizzati anche per la descrizione della struttura elettronica di tutti gli atomi, anche i piu complessi

24 Atomi polielettronici Q uando ci sono diversi elettroni, la presenza di ciascuno influenza il moto degli altri, e lo stesso dicasi per le energie. Una conseguenza è che le energia degli orbitali di uno stesso livello non sono tutti uguali, ma gli orbitali con numero quantico secondario sono stabilizzati, ovvero s è ad energia più bassa rispetto a p ed a d. Inoltre, poiché dipendono anche dalla presenza degli altri elettroni, le energie dei vari sottolivelli non sono fisse, ma possono variare da un atomo allaltro in funzione del numero di elettroni e della loro disposizione negli altri orbitali atomici

25 Riempimento degli orbitali Variazione di energia in funzione del numero atomico

26 Ordine di riempimento degli orbitali Negli atomi polielettronici E(n,l). Dipende anche da Z.

27 Riempimento degli orbitali

28 Configurazione elettronica dello stato fondamentale Come gli elettroni si distribuiscono fra i vari livelli energetici nel modo che corrisponde alla minima energia

29 Aufbau Il principio di minima energia Il principio di Pauli La regola di Hund

30 Il principio di minima energia Ogni elettrone deve occupare il livello e lorbitale disponibile che ha la minima energia

31 Il principio di Pauli Un orbitale puo contenere al massimo una coppia di elettroni con spin appaiati (o antiparalleli)

32 La regola di Hund Due o piu elettroni occupano il maggior numero possibile di orbitali con la stessa energia (orbitali degeneri) assumendo lo stesso numero quantico di spin (disposizione a spin paralleli)

33 Esempi………

34 Configurazione elettronica 1s21s2 Strato (indicato dal numero quantico n) orbitale numero di elettroni nellorbitale

35 Abbiamo parlato di.. Onde e particelle Equazione di Planck/Equazione di Einstein Principio di indeterminazione di Heisemberg Quantizzazione dellenergia Energie dellatomo di idrogeno Orbitali atomici Numeri quantici La forma degli orbitali La dimensione degli orbitali Atomi polielettronici Riempimento degli orbitali. 3 Regole dellAufbau Configurazione elettronica

36

37 Proprietà periodiche Quale è il significato di periodicità? Quali sono ?

38 Il riempimento degli orbitali atomici è alla base della definizione di periodicità

39 Costruiamo la tabella periodica

40

41 Esercizi N. Atomico Configurazione elettronica Posizione nella tabella periodica


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