Interazione onde materia e configurazioni elettroniche. Interazione radiazione - materia. Spettro elettromagnetico. Onde elettromagnetiche

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1 Intrazion ond matria configurazioni lttronich Intrazion radiazion - matria N.B.: 00 nm 3.1 V / 700 nm 1.77 V Ond lttromagntich Spttro lttromagntico c λ / T λ ν Spttro lttromagntico Emissioni dl corpo nro Planck E ν n 1,,3 h 6.63 x 10-3 J s 1

2 Efftto fotolttrico Efftto fotolttrico 1 h + m 1 mv hν hν ν ε v 0 Dualismo onda particlla: luc incidnt è un foton ch contin un quanto di nrgia (hν) ch cd nrgia all lttron Spttro di mission dll'idrogno Spttro di mission dll'idrogno Balmr 1885: R ( ) dov m 3,,5,... λ m γ R ( ) λ n m (numro d'onda) (cfr.: ν (frqunza) c/λ) Δ 1 E E E hν Ipotsi di D Brogli Considriamo l'quazion di Einstin pr un foton: E hν d inoltr ν c/λ da cui si ricava E h c/λ Inoltr noi sappiamo ch l'nrgia è dipnd dalla massa scondo la rlazion : E mc cp dov p mv momnto dlla particlla Eguagliando l du sprssioni si ottin una razion ch associa al momnto dlla particlla la sua lunghzza d'onda: p mv h/λ Il principio di Indtrminazion o di incrtzza o di Hisnbrg Localizziamo una particlla: Utilizzando onda : Trasmttiamo nrgia: Prodotto incrtzz: Δx Δλ p mv Δ p h / Δλ h λ Δx Δp Δλ h / Δλ h

3 Il principio di Indtrminazion o di incrtzza o di Hisnbrg h Drivazion satta: Δx Δp π Esmpio localizziamo un lttron Δ h mv π Δx π 5 10 p 1 3 Js m Prché l nrgia dll lttron è quantizzata? Equazion di Schrödingr lttron in box. Enrgia potnzial Elttron Onda stazionaria E V E 0 V l V V V 0 V v 3 h Js 1 π Δx m π 5 10 m Kg 1 m / s h m d ψ + Vψ Eψ x h m Equazion di Schrödingr Elttron Onda stazionaria d ψ + Vψ Eψ d ψ me ψ h ψ sin( m ψ E / h Asin( b x) dψ bacos( b x) d ψ b Asin( b x) b ψ x) Equazion di Schrödingr Elttron Onda stazionaria ψ sin( E m l m E / h nπ me / h l) x) Onda Stazionaria Enrgia è quantizzata! h m Equazion di Schrödingr pr atomo idrognoid Elttron Onda stazionaria d ψ + Vψ Eψ π mz π mz E Ei ( ) f f i π mz hν i π mz f π m Z E π mz h hν 1 1 ( ) n n i f Funzioni d onda h δ ψ δ ψ δ ψ [ + + ] + Vψ Eψ m δx δy δx L soluzioni prsntano: Part radial Part angolar 3

4 Equazion di Schrödingr: soluzioni Strn - Grlach ψ ψ n, l, m ) ( l Numro quantico principal (n 1,,3. ) Numro quantico scondario o azimutal o momnto angolar (0 l < n) Numro quantico magntico (-l m l l). Efftto dl campo magntico asimmtrico su un flusso di atomi di H l atomo possid un momnto di spin (cfr. diapositiva succssiva) prò n1, lm l 0. N consgu ch l lttron possid uno spin proprio Strn - Grlach Efftto dl campo magntico asimmtrico su un magnt. Numri Quantici ψ ψ ( n, l, m l, ms ) Numro quantico principal (n 1,,3. ) Numro quantico scondario o azimutal o momnto angolar (0 l < n) Numro quantico magntico (-l m l l) Numro quantico: momnto angolar dllo spin dll lttron oppur anch numro quantico di spin (m s ±1/ ). Funzioni d onda h δ ψ δ ψ δ ψ [ + + ] + Vψ Eψ m δx δy δx L soluzioni prsntano: Part radial Part angolar Ψ 1s dov r x k + y Funzioni d onda: Ψ 1s (Part radial) r a0 + z Ψ Att.n: Ψ rapprsnta la probabilità di incontrar un - nllo spazio r

5 ψ 10 3 Funzioni d onda Ψ 1s cm 3 Probabilità radial Rapprsntazioni dgli orbitali (suprfici limit): orbitali p Distribuzion radial di probabilità np y np x np z πr ψ 6 10 cm 1 r r 1 piano nodal Rapprsntazioni dgli orbitali (suprfici limit): orbitali d Rapprsntazioni dgli orbitali (suprfici limit): orbitali f piani nodali 3 piani nodali God nvr saw an orbital. -- Waltr Kauzmann to Maitland Jons quotd on p. 67 of M. Jons, Organic Chmistry, Norton, Livlli nrgtici in un atomo poli-lttronico π mz E ff N.B. : Z ff 5

6 Configurazioni lttronich 1. Auf-bau: gli lttroni occupano pr primi gli orbitali a nrgia più bassa. Principio di sclusion di Pauli : du lttroni non possono avr gli stssi numri quantici 3. Rgola di Hund: In orbitali dgnri gli lttroni tndono ad avr spin appaiati. Conctto dl guscio - Dnsità lttronica di Na Conctto dl guscio Stabilità dgli orbitali smipini Cr, Z; Ni, Z8 Cu, Z9. Proprità priodich Enrgia di Ionizzazion Proprità priodich Enrgia di Ionizzazion Na( g) Na + ( g) + + E. I(1 ) 13kJmol 1 6

7 Proprità priodich Enrgi di Ionizzazion Proprità priodich Enrgi di Ionizzazion Proprità priodich Affinità lttronica Proprità priodich Affinità lttronica Cl ( g) Cl( g) + Proprità priodich Volum dll atomo Raggi atomici 7

8 Elttrongatività di Pauling E x-y nrgia di dissociazion omolitica dl lgam il cofficint 0,10 vin utilizzato usando ntalpia di lgam in kj/mol. Efftto priodo: Elttrongatività carattr non mtallico- proprità acid Efftto gruppo: Elttrongatività carattr non mtallico- proprità acid 8