La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica Classi Terze – Lic. Sc. Tecnologico Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2007/2008 Latomo: configurazione.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica Classi Terze – Lic. Sc. Tecnologico Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2007/2008 Latomo: configurazione."— Transcript della presentazione:

1 Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica Classi Terze – Lic. Sc. Tecnologico Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2007/2008 Latomo: configurazione elettronica Classi Terze – Lic. Sc. Tecnologico Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2007/2008

2 2 Prerequisiti Conoscere levoluzione delle conoscenze sulla costituzione dellatomo, da Democrito a Rutherford Conoscere e saper interpretare, guidati, i fatti sperimentali e i fenomeni quotidiani che indicano la natura elettrica della materia

3 3 Obiettivi Acquisire il concetto di energia di ionizzazione e di affinità elettronica Capire che attorno al nucleo sono disposti gli elettroni in livelli di energia crescente Conoscere e capire il significato di quantizzazione dellenergia nellatomo Riconoscere nelle prove sperimentali la conferma del modello di Bohr e dellesistenza dei livelli elettronici

4 4 Le onde In fisica con il termine onda si indica una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio, trasportando energia (o quantità di moto senza comportare un associato spostamento della materia)

5 5 Parametri descrittivi Ampiezza (A) Variazione massima della grandezza caratteristica del tipo donda rispetto al valore di base Altezza (onde nei liquidi) Pressione (onde sonore) Intensità di E o di B (radiazioni elettromagnetiche) Frequenza ( ni) Numero di onde che passa in un certo punto in un secondo (Hz)(s -1 ) Lunghezza donda ( lambda) Distanza tra due picchi (massimi) successivi

6 6 Relazioni È dimostrata la relazione tra frequenza e lunghezza donda Nel vuoto sono in relazione inversa a meno della costante c (=velocità della luce) Relazione di Planck Tale relazione permette di ottenere lenergia trasportata dallonda elettromagnetica E = h dove h è la costante di Planck che vale 6,626 x J. s c = ,458 km/s

7 7 Spettro elettromagnetico Insieme ordinato (per lunghezza donda/frequenza) delle radiazioni elettromagnetiche

8 8 Spettri di assorbimento Spettro continuo derivato dalla luce bianca del sole oppure da una lampadina (candela) Se si fa attraversare un campione opportunamente preparato dalla luce bianca può capitare che la sostanza interferisca con la radiazione e ne assorba una parte Si ottiene uno spettro continuo che presenta righe, bande o fasce scure, si parla di spettro di assorbimento

9 9 Spettri di emissione Quando si fa attraversare un campione opportunamente preparato dalla luce bianca è possibile con opportuni strumenti registrare la radiazione precedentemente assorbita come radiazione emessa Si ottiene uno spettro nero che presenta righe, bande o fasce colorate, si parla di spettro di emissione S C R R

10 10 nel 1913 nel 1911 nel 1900 nel 1803 nel IV secolo a. C. Latomo da Democrito a Rutherford Democrito Dalton Thomson Rutherford Bohr

11 11 Da Rutherford a Bohr Il modello di Rutherford fallisce Gli elettroni sono particelle cariche molto veloci che emetterebbero in brevissimo tempo tutta lenergia posseduta collassando sul nucleo Le orbite planetarie non sono adatte a descrivere lo stato degli elettroni in un atomo Il concetto rivoluzionario venne da Bohr

12 12 Latomo di Bohr Si scopre il neutrone che viene collocato nel nucleo dellatomo Ma la rivoluzione più importante è stata quella di attribuire valori energetici stabili e quantizzati (ben precisi) a tutte le orbite elettroniche Lidea era stata presa dal Fisico Max Plank che ipotizzò che lenergia fosse quantizzata Bohr applicò questo concetto alle orbite elettroniche Il modello di Bohr funzionava molto bene per spiegare il comportamento dellatomo di idrogeno ma aveva problemi con atomi più complessi

13 13 Uno scaffale per gli elettroni Un elettrone che si trova in una certa orbita possiede lenergia associata a quel livello I livelli più vicini al nucleo hanno meno energia, quelli più lontani ne hanno di più Le orbite e quindi le energie permesse sono poche e ben precise Come in uno scaffale: i libri possono trovare posto solo ad altezze ben precise, in corrispondenza di un ripiano

14 14 atomo La quantizzazione dellenergia nucleo e-e- e-e- e-e- e-e- E1E1 E2E2 E3E3 E4E4 E5E5 Gli elettroni possono occupare solo i livelli a distanze ed energie ben precise e-e- e-e- e-e- I livelli intermedi sono da considerarsi proibiti Tra due livelli cè una differenza di energia corrispondente ad un pacchetto di precise dimensioni e-e- Se si fornisce una confezione di energia adatta… …è possibile promuovere un elettrone dal livello fondamentale a quello eccitato Pacchetti denergia diversi non sono assorbiti dallatomo e gli elettroni non si spostano verso livelli che risultano proibiti

15 15 Gli stati dellatomo Definizione: lo stato dellatomo in condizioni di stabilità ed energia minima si definisce fondamentale Definizione: latomo che ha assorbito un pacchetto di energia opportuno raggiunge lo stato eccitato Definizione: quando latomo assorbe un pacchetto denergia e lelettrone utilizza questa energia per raggiungere un livello più alto, lelettrone si definisce promosso e-e- e-e- e-e- e-e- nucleo L1L1 L2L2 L3L3 atomo quanto e-e- luce e-e- e-e-

16 16 Approfondisci: energia associata ai livelli Un libro posizionato in un ripiano acquista energia in relazione allaltezza del ripiano Lenergia acquisita dal libro caratterizza il ripiano o meglio la sua altezza Il libro è sempre lo stesso ma se si trova vicino a terra quando cade non provoca danni Se lo stesso libro ci cade in testa da un ripiano molto alto può farci molto male poiché possiede molta energia

17 17 Approfondisci: livelli permessi I libri dello scaffale possono essere posizionati ad altezze ben precise Poche altezze sono consentite (5 piani solo 5 altezze) Moltissime altezze sono proibite (i libri cadrebbero a terra) Per gli elettroni si parla di distanze dal nucleo e di energia permessa

18 18 La ionizzazione: cationi Quando si fornisce il pacchetto denergia giusto latomo può perdere un elettrone Si deve fornire energia allatomo per allontanare lelettrone Il primo elettrone perso è sempre il più lontano dal nucleo Quando un atomo neutro perde un elettrone si carica positivamente Si è formato uno ione, un catione N e-e- E N+N+

19 19 La ionizzazione: anioni Alcuni elementi hanno la capacità di acquistare elettroni Quando uno di tali atomi acquista un elettrone emette un pacchetto di energia Il primo elettrone acquistato occupa il livello più lontano dal nucleo Quando un atomo neutro acquisisce un elettrone si carica negativamente Si è formato uno ione, un anione Cl e-e- E Cl -

20 20 Gli ioni: definizioni Uno ione è un atomo o un gruppo atomico che ha acquisito o perso uno o più elettroni (anioni, cationi) Lenergia di ionizzazione è lenergia necessaria a estrarre un elettrone da un atomo neutro Laffinità elettronica è lenergia emessa da un atomo neutro per addizione di un elettrone EI AE

21 21 Il diagramma delle EI

22 22 Domanda 1 Obiettivo dellesperienza Verificare lesistenza dei livelli elettronici e le caratteristiche Quantizzazione dellenergia Dimostrare la peculiarità delle configurazioni elettroniche Riconoscimento qualitativo

23 23 Spettri di assorbimento e emissione Si ottiene uno spettro di assorbimento Misurando il pacchetto assorbito dallatomo Otteniamo uno spettro continuo costellato di righe nere Si ottiene uno spettro di emissione Misurando il pacchetto emesso dallatomo Otteniamo uno spettro nero costellato di righe di emissione

24 24 Promuovere lelettrone Fornire lenergia necessaria per farlo saltare al livello elettronico superiore Il salto può essere sul livello contiguo o sui successivi

25 25 Spettro visibile È costituito da onde elettromagnetiche che il nostro occhio può percepire Il rosso è la radiazione visibile a minore frequenza, quindi è la meno energetica Il violetto è la radiazione a maggiore frequenza, quindi trasporta i pacchetti energetici più elevati

26 26 Livelli permessi e non Perché lenergia dei livelli elettronici è quantizzata Tutti i livelli caratterizzati da valori energetici

27 27 La prima tavola periodica Il primo scienziato che ordinò gli elementi in una tavola (tabella) fu Mendeleev gli elementi conosciuti allora (1869) vennero disposti in base al peso atomico Attualmente si utilizza il numero atomico (Z) Mendeleev ebbe una grande intuizione: Incolonnò gli elementi che, secondo lui, presentavano comportamento chimico simile Il ripresentarsi periodico delle proprietà ha dato il nome alla tavola e ha permesso di individuare e caratterizzare le famiglie chimiche

28 28 Tavola periodica Le righe della tavola periodica corrispondono ai livelli elettronici Infatti in ciascuna riga troviamo un numero di caselle (elementi) corrispondente al numero massimo di elettroni ospitabili Le righe sono chiamate periodi Le colonne della tavola sono denominate gruppi Altro nome è famiglie chimiche

29 29 Le famiglie chimiche Tutti gli elementi ordinati lungo un gruppo (colonna) presentano Una certa somiglianza chimica (reattività) Possiedono il guscio più esterno con una disposizione elettronica simile Gli elettroni più esterni si chiamano di valenza La somiglianza chimica è più spiccata per i gruppi che si trovano agli estremi della tavola periodica Gruppo I – Metalli alcalini Gruppo II – Metalli alcalino-terrosi Gruppo VII – Alogeni Gruppo VIII – Gas nobili o inerti

30 30 Elettroni di Valenza Perché certi elementi hanno un comportamento chimico simile? Mendeleev non dava nessuna spiegazione della sua tavola Gli elementi che si comportano in modo simile lo fanno perché mostrano una configurazione elettronica esterna simile Situazione elettronica nello strato più esterno Gli elettroni più esterni sono detti di valenza Lo strato più esterno è detto di valenza P Z=15 Elettroni di valenza = 5

31 31 Periodicità delle proprietà Lungo un periodo (riga) le proprietà chimiche variano in modo costante Lungo un gruppo (colonna) si riscontra una somiglianza chimica

32 32 Energia di prima ionizzazione Energia necessaria per estrarre un elettrone da un atomo gassoso e portarlo alla distanza infinita Ci sono elementi che perdono facilmente lelettrone e altri che richiedono molta energia A + EI A + + 1e -


Scaricare ppt "Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica Classi Terze – Lic. Sc. Tecnologico Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2007/2008 Latomo: configurazione."

Presentazioni simili


Annunci Google