La struttura dell'atomo La luce è un particolare tipo di onda elettromagnetica che si crea per rapidissima oscillazione di cariche elettriche. L’insieme delle onde elettromagnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico.

L’atomo di Bohr Ogni atomo emette un caratteristico spettro formato da una serie di righe separate da spazi neri. Possiamo usare gli spettri atomici per riconoscere gli elementi, come le impronte digitali per gli uomini. Attraverso i suoi studi Bohr spiegò perché soltanto certe radiazioni possono interagire con gli atomi e quale relazione intercorre tra radiazione luminosa e struttura atomica. Bohr perfezionò il modello di Rutherford e riuscì a spiegare la stabilità degli atomi e l’emissione degli spettri a righe.

Il modello di Bohr si basa sulle seguenti assunzioni: 1. l’elettrone percorre solo determinate orbite circolari dette orbite stazionarie; 2. all’elettrone sono permesse solo certe orbite, a cui corrispondono determinati valori di energia (quantizzata); 3. per passare da un’orbita a un’altra a livello energetico più elevato, l’elettrone assorbe energia; 4. per passare da un’orbita a un’altra a contenuto energetico minore, l’elettrone emette un fotone di appropriata frequenza; 5. l’energia del fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di energia delle due orbite.

Le orbite degli elettroni in un atomo sono quantizzate. Il livello più basso di energia è detto stato fondamentale. I livelli a energia superiore dello stato fondamentale si chiamano stati eccitati.

I passaggi di elettroni da un’orbita a un’altra prendono il nome di transizioni elettroniche. A ogni salto da un'orbita più esterna (energia maggiore) a una più interna (energia minore) si ha una emissione di energia. L’insieme di tutte le radiazioni emesse a seguito delle transizioni elettroniche costituisce lo spettro di emissione, caratteristico per ciascun elemento.

Ogni transizione dell’elettrone da uno stato eccitato a un livello energetico inferiore è caratterizzata da una riga nello spettro di emissione.

Verso il modello atomico a livelli Il modello atomico di Bohr presentò presto tutti i suoi limiti: non era applicabile ad atomi con molti elettroni e non spiegava gli spettri atomici in presenza di un campo magnetico. L’energia di ionizzazione (Ei) è la minima energia sufficiente per sottrarre un elettrone a un atomo libero, cioè non legato ad altri atomi. Negli atomi il numero di elettroni è uguale a quello dei protoni e quindi, sottraendo elettroni, si creano particelle con carica elettrica positiva chiamate cationi. Per esempio: N(g) + Ei ' → e− + N+(g)

Energia di prima ionizzazione dei primi venti elementi L’analisi dei valori di tutte le energie di ionizzazione mostra che gli elettroni si dispongono in livelli di energia che si trovano a precise e diverse distanze dal nucleo. Nel modello atomico a livelli si individuano per gli elettroni 7 livelli di energia; ogni livello può contenere un numero massimo di elettroni come indicato nella tabella.