Atomo: Meccanica Quantistica

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Atomo: Meccanica Quantistica"

Transcript

1 Atomo: Meccanica Quantistica

2 Capitolo 8 La struttura dell atomo 1. La doppia natura della luce 2. La «luce» degli atomi 3. L atomo di Bohr 4. La doppia natura dell elettrone 5. L elettrone e la meccanica quantistica 6. L equazione d onda 7. Numeri quantici e orbitali 8. Dall orbitale alla forma dell atomo 9. L atomo di idrogeno secondo la meccanica quantistica 10. La configurazione degli atomi polielettronici Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

3 "There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement." frase attribuita a Lord Kelvin, ma in modo indeterminato... dovrebbe essere stata formulata nel 1900, probabilmente

4 Conseils Solvay 1927 electrons et photons

5 1. La doppia natura della luce 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. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

6 I parametri 1. La doppia che natura caratterizzano della luce le onde elettromagnetiche sono la velocità (circa km/s), la lunghezza d onda ( ) e la frequenza ( ). La lunghezza d onda si esprime in metri. La frequenza si misura in Hertz (Hz). Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

7 1. La doppia natura della luce La lunghezza d onda e la frequenza sono in relazione tra loro. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

8 diffrazione

9 1. La doppia natura della luce La diffrazione della luce è la caratteristica principale della sua natura ondulatoria. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

10 Teoria elettromagnetica Proposta da James Clerk Maxwell alla fine del XIX secolo, sostiene che le onde luminose sono elettromagnetiche e non necessitano di un mezzo per la trasmissione, mostra che la luce visibile è una parte dello spettro elettromagnetico. Con la formulazione delle equazioni di Maxwell vennero completamente unificati i fenomeni elettrici, magneti ed ottici. Per la grandissima maggioranza delle applicazioni questa teoria è ancora utilizzata al giorno d'oggi.

11 Max Planck ( ) e la teoria dei quanti Nel 1900 Planck rese nota la sua ipotesi nella quale sosteneva che gli scambi di energia nei fenomeni relativi alle radiazioni elettromagnetiche non avvengono in forma continua (come sosteneva la teoria elettromagnetica classica), ma discontinua, per quanti di energia. I quanti sono quantità di energia finite e discrete, multipli interi di un unità fondamentale di energia. La sua teoria gli valse il premio Nobel per la fisica del I quanti di energia sono le particelle oggi conosciute come fotoni.

12 Natura non facit saltus

13 Catastrofe ultravioletta

14 Catastrofe ultravioletta In accordo con i canoni della fisica classica, ci si aspettava che riscaldando un corpo nero (un oggetto ideale capace di assorbire le radiazioni elettromagnetiche che riceve emettendone altrettante, ad esempio un metallo) a temperature sempre più elevate, esso emettesse radiazioni ad intensità sempre maggiori, fino a raggiungere la catastrofe ultravioletta (un emissione di quantità enormi di energia nelle frequenze più elevate dello spettro). Tuttavia, non si verificava alcuna catastrofe: le osservazioni del corpo nero riscaldato mostravano che le radiazioni da esso emesse raggiungevano un massimo di intensità ad una data frequenza, e che, invece di provocare la catastrofe, tendeva a zero a frequenze ancora più elevate.

15 Sempre secondo le teorie ritenute valide fino ai primi anni del XX secolo, un corpo caldo dovrebbe emettere onde elettromagnetiche ugualmente distribuite su tutte le frequenze. Il corpo irradierebbe la stessa quantità di energia in ogni colore dello spettro della luce visibile, dell infrarosso e dell ultravioletto. Questa somma dell energia emessa è una somma interminabile, quindi l energia complessivamente irradiata da qualsiasi corpo, a qualunque temperatura, dovrebbe essere infinita. Ovviamente non accade.

16 1. La doppia natura della luce Effetto fotoelettrico Secondo la teoria corpuscolare i fotoni possono provocare l espulsione degli elettroni atomici oppure possono venire assorbiti cedendo l energia che trasportano. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

17 1. La doppia natura della luce Effetto fotoelettrico Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

18 1. La doppia natura della luce L interazione della luce con la materia è la prova che la luce ha anche natura corpuscolare. La propagazione del fascio luminoso è dovuto allo spostamento di un gruppo di pacchetti di energia, detti quanti di energia o fotoni. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

19 dualismo onda/particella

20 1. La doppia natura della luce La relazione di Planck-Einstein riassume questo comportamento: E=h dove E = energia di un fotone di luce h = 6, J s (costante di Planck) = frequenza della radiazione elettromagnetica Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

21 E=mc 2 1. La doppia natura della luce E = mc 2 E= h = c/ Questa formula evidenzia i due aspetti della natura della luce, ondulatoria e corpuscolare: Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

22 2. La «luce» degli atomi spettri a righe Lo spettro continuo è una serie di colori che si susseguono senza discontinuità, tipico dei solidi e dei liquidi portati all incandescenza. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

23 2. La «luce» degli atomi Lo spettro a righe, tipico dei gas rarefatti (ad esempio l Elio) sottoposti a scarica elettrica, è formato da righe colorate discontinue (righe di emissione). Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

24 2. La «luce» degli atomi La luce emessa dagli atomi non è continua e presenta soltanto alcune frequenze, caratteristiche per ciascun tipo di atomo. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

25 2. La «luce» degli atomi Le radiazioni elettromagnetiche assorbite da ciascun tipo di atomo hanno la stessa frequenza di quelle emesse dall atomo eccitato. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

26

27 Spettro emissione Idrogeno

28 Spettro di Balmer 1/ = RH x (1/4 1/n²) Gli atomi assorbono o emettono radiazione solo a certe frequenze, e queste frequenze sono in relazioni matematiche tra di loro. Perché?

29 Niels Bohr ( ) Bohr perfezionò il modello di Rutherford e riuscì a spiegare la stabilità degli atomi e l emissione degli spettri a righe.

30 mevr= n(h/2π) 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.

31 mevr= n(h/2π) 3. L atomo di Bohr Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

32 Atomo di Bohr 3. L atomo di Bohr 1. L elettrone percorre solo determinate orbite circolari (orbite stazionarie), senza emettere e cedere energia e quindi senza cadere nel nucleo. 2. All elettrone sono permesse solo determinate orbite (determinate da n, numero quantico principale) a cui corrispondono determinati valori di energia (l energia e le orbite correlate sono quantizzate). Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

33 3. L atomo di Bohr 3. Per passare da un orbita a un altra a livello energetico superiore, l elettrone assorbe una appropriata quantità di energia. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

34 4. Per passare da un orbita a un altra inferiore a 3. L atomo di Bohr contenuto energetico minore, l elettrone emette un fotone di appropriata frequenza (se appartiene al visibile dello spettro elettromagnetico, appare come riga colorata). 5. L energia del fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di energia delle due orbite. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

35 3. L atomo di Bohr Il numero quantico principale n indica il livello energetico associato a ogni orbita, n assume valori interi compresi tra 1 e 7. Il livello più basso di energia è detto stato fondamentale. I livelli a energia superiore dello stato fondamentale si chiamano stati eccitati. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

36 Maggiore il valore di n, maggiore il raggio e l energia dell orbita.

37 3. L atomo di Bohr Ad ogni salto di orbita la transizione energetica ha un valore dato da E=h Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

38 Il modello di Bohr spiega il perché l atomo di idrogeno ha uno spettro di emissione (o di assorbimento) con determinate righe.

39 3. L atomo di Bohr Ogni transizione dell elettrone da uno stato eccitato a un livello energetico inferiore è caratterizzata da una riga nello spettro di emissione. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

40

41 3. L atomo di Bohr 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. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

42 Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie Negli anni venti de Broglie ipotizzò che la doppia natura ondulatoria e corpuscolare fosse una proprietà universale della materia. Associò a ogni particella in movimento un onda. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

43 Il legame 4. La doppia tra caratteristiche natura dell elettrone corpuscolari e ondulatorie della radiazione elettromagnetica si manifesta nella relazione: Secondo De Broglie qualunque corpo in movimento ha anche una natura ondulatoria secondo la relazione:

44 4. La doppia natura dell elettrone Le onde associate a qualsiasi corpo in movimento, ad esempio un elettrone, si chiamano onde di de Broglie. A ogni corpo in movimento è associata quindi una lunghezza d onda. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

45

46 Elettrone Palla da baseball Calcolo della lunghezza d onda associata ad un elettrone (sinistra) ed a una palla da baseball (destra).

47 diffrazione elettroni Nel 1927 Davisson e Germer dimostrarono che non solo la radiazione elettromagnetica presenta il fenomeno della diffrazione, ma anche particelle come gli elettroni. Dimostrarono così che gli elettroni posseggono una doppia natura, corpuscolare ed ondulatoria.

48 diffrazione elettroni

49 Werner Karl Heisenberg ( ) "Und wir müssen uns daran erinnern, daß das, was wir beobachten, nicht die Natur selbst ist, sondern Natur, die unserer Art der Fragestellung ausgesetzt ist."

50 «sono formulate dalla teoria quantistica, le leggi naturali non conducono quindi ad una completa determinazione di ciò che accade rimesso al gioco del caso» Über quantenmechanische Kinematik und, Mathematische Annalen, 1926

51 Principio di indeterminazione di 5. L elettrone e la meccanica quantistica Heisemberg Il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che non è possibile conoscere a ogni istante, contemporaneamente, la posizione e la velocità (più precisamente la quantità di moto mv) di un elettrone. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

52 Principio di indeterminazione di Heisemberg Maggiore la precisione con cui si conosce uno dei due fattori, maggiore l incertezza relativa al secondo fattore.

53 matrici non commutative

54 meccanica quantistica 5. L elettrone e la meccanica

55 5. L elettrone e la meccanica quantistica meccanica quantistica La meccanica quantistica è la parte della chimica-fisica che descrive il comportamento di elettroni, fotoni e altre particelle microscopiche, basandosi su leggi statistiche. Le leggi della meccanica quantistica determinano la probabilità con cui può verificarsi un evento che coinvolge particelle microscopiche, o fornire indicazioni statistiche sulla posizione o la velocità delle particelle. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

56

57 Microscopio immaginario a raggi γ di Heisenberg In accordo con le leggi dell ottica, la posizione dell elettrone può essere risolta con un accuratezza data da: Per osservare l elettrone, bisogna colpirlo con un raggio gamma, che (dato che è anche una particella, un fotone ad alta energia) da un calcio all elettrone, perturbandole la quantità di moto secondo l equazione: λ Minore è la lunghezza d onda del fotone, maggiore è la precisione con cui si può calcolare la posizione, ma minore la precisione con cui si può calcolare la quantità di moto.

58

59

60 immaginario di Heisenberg va considerato come una semplificazione, non del tutto precisa, di teorie matematiche ben più complesse. Le moderne teorie quantistiche non concordano con che, prima di essere disturbato da un fotone, possieda una precisa posizione determinabile. Un elettrone, così come qualunque particella, ha probabilità di trovarsi in qualunque posizione. La distribuzione delle probabilità informa che in alcuni punti dello spazio questa probabilità è molto alta, in altri punti la probabilità è molto bassa.

61 Il funzionamento dei memorie flash ROM che si trovano nei dischi SSD è dovuto al tunnel quantistico. effetto tunnel quantistico In meccanica quantistica l effetto tunnel consiste nel superamento di una barriera anche se non si possiede abbastanza potenziale per superarla. Per farla semplice è come se lanciando una palla contro il muro questa passasse dalla parte opposta senza distruggere il muro.

62

63 il gatto di Schrödinger

64 «Si possono anche costruire casi del tutto burleschi. Si rinchiuda un gatto in una scatola d acciaio insieme alla seguente macchina infernale (che occorre proteggere dalla possibilità d essere afferrata direttamente dal gatto): in un contatore Geiger si trova una minuscola porzione di sostanza radioattiva, così poca che nel corso di un ora forse uno dei suoi atomi si disintegra, ma anche in modo parimenti verosimile nessuno; se ciò succede, allora il contatore lo segnala e aziona un martelletto che rompe una fiala con del cianuro. Dopo avere lasciato indisturbato questo intero sistema per un ora, si direbbe che il gatto è ancora vivo se nel frattempo nessun atomo si fosse disintegrato. La prima disintegrazione atomica lo avrebbe avvelenato. La funzione Ψ dell intero sistema porta ad affermare che in essa il gatto vivo e il gatto morto non sono stati puri, ma miscelati con uguale peso.» Erwin Schrödinger

65 Il Gatto di Schrodinger L'esperimento ipotizzato da Schrodinger è un estremizzazione su larga scala di quello che realmente avviene in natura su piccola scala: Cosa vi aspettate di trovare? Secondo la logica classica (terzium non datur) sono possibili solo 2 combinazioni: atomo integro - Gatto vivo atomo disintegrato - Gatto morto Sembrerà scontato a tutti che prima che vi accingiate ad aprire la scatola le sorti dell'animaletto siano già segnate... La meccanica quantistica, invece, vi dice che il gatto si trova in una condizione stranissima: nè vivo, nè morto, in una SOVRAPPOSIZIONE di diverse combinazione dei due stati.

66 Il Gatto di Schrodinger Nell'istante in cui voi aprirete la scatola (misurazione) la natura deciderà (collasso della funzione d onda) una delle combinazioni, quella che voi vedrete (in questo universo, in un altro parallelo vedreste l altra). Siete VOI in un certo senso a decidere riguardo alla sorte del gatto, che restano in bilico per tutto il tempo precedente. Perchè le leggi della Meccanica Quantistica non devono valere anche per voi che aprite la scatola, ma solo per quello che c'è dentro?

67 Il Gatto di Schrodinger Visto che fino al momento dell'osservazione l'atomo esiste nei due stati sovrapposti, decaduto e non decaduto, anche il gatto resta sia vivo sia morto fino a quando non si apre la scatola, ossia non si compie un'osservazione.

68 esperimento doppia fenditura

69

70 Distribuzione di probabilità In Fisica moderna, in virtù del Principio di Heisenberg, non ha senso chiedersi qual è la traiettoria di una particella (ossia cercare di individuare con la medesima precisione posizione e velocità) perché ciò è vietato dalla stessa interazione con lo strumento di misura. In Fisica moderna, quello che si può definire, in conformità con il Principio di indeterminazione, è al più una probabilità (distribuzione di probabilità) che la particella ad un certo istante sia in una data posizione dello spazio e con una data quantità di moto.

71 Particelle delocalizzate a meno che (ed ogni osservazione modifica il sistema ) Le particelle subatomiche sono "delocalizzate" nello spazio e nel moto, per cui, fra un'osservazione e l'altra, si comportano come se stessero in più luoghi contemporaneamente. Solo quando una particella delocalizzata viene osservata con un esperimento che, inevitabilmente, ne modifica il livello energetico, la quantità di moto e la posizione, essa verrà individuata con determinati valori delle proprie variabili tra i vari possibili.

72

73 interpretazione di Copenaghen Schrodinger) da cui si ricavano funzioni d'onda di probabilità. L'estensione del pacchetto d'onda dipende dal numero di frequenze (velocità) che lo compongono; al limite, per una sola frequenza, il pacchetto si sparpaglia in tutto lo spazio e la particella può essere ovunque; oppure, localizzando la posizione, il pacchetto si restringe e il numero di possibili velocità tende ad infinito.

74 La fine della visione scientifica deterministica. Secondo la fisica classica ogni oggetto è sottoposto a relazioni causali deterministiche in cui, come affermò secondo una visione della natura strettamente meccanicistica Laplace: "lo stato presente dell'universo è l'effetto del suo stato anteriore e la causa di quello che

75 Il determinismo scientifico del secolo XIX "Noi dobbiamo riguardare il presente stato dell'universo come l'effetto del suo stato precedente e come la causa di quello che seguirà. Ammesso per un istante che una mente possa tener conto di tutte le forze che animano la natura, assieme alla rispettiva situazione degli esseri che la compongono, se tale mente fosse sufficientemente vasta da poter sottoporre questi dati ad analisi, essa abbraccerebbe nella stessa formula i moti dei corpi più grandi dell'universo assieme a quelli degli atomi più leggeri. Per essa niente sarebbe incerto ed il futuro, così come il passato, sarebbe presente ai suoi occhi." Pierre Simon de Laplace "Essai philosophique sur les probabilites", 1812

76 Osservatore e realtà. L'interpretazione di Copenaghen della funzione d'onda è ricca di contenuto filosofico. Al contrario della visione deterministica classica in cui la realtà assume un significato oggettivo, indipendente dal processo di misurazione (la Luna sappiamo che c'è anche se non alziamo gli occhi al cielo), nella Fisica moderna non possiamo più predire con esattezza quello che accade tra due misurazioni successive.

77 Osservatore e realtà La realtà acquista caratteristiche definite solo attraverso il processo di misurazione in cui l'osservatore diventa parte integrante della realtà medesima. In altre parole, dice Heisenberg, "Dobbiamo ricordare che ciò che osserviamo non è la natura in sé, ma la natura esposta al nostro

78

79 5. L elettrone e la meccanica quantistica Elettrone e quantistica. Poiché le informazioni sul moto dell elettrone possono essere solo di tipo probabilistico, con la meccanica quantistica il concetto di orbita di un elettrone è superato e inadeguato. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

80 7. Numeri quantici e orbitali Le onde che si propagano con l elettrone in moto nell atomo possono essere descritte da una funzione matematica proposta da Schrödinger nel 1926: è l equazione di Schrödinger. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

81 onde stazionarie

82 onde stazionarie

83 6. L equazione d onda L equazione d onda di Schrödinger fornisce informazioni sulla probabilità di trovare l elettrone in un punto particolare dello spazio intorno al nucleo. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

84 orbitali

85 7. Numeri quantici e orbitali La funzione d onda contiene tre numeri interi, detti numeri quantici (n, l e m) che definiscono lo stato quantico dell elettrone e ne specificano il valore di una proprietà. L orbitale è una funzione d onda elettronica caratterizzata da una particolare terna di valori di n, l e m. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

86

87 7. Numeri quantici e orbitali Il numero quantico principale n (n = 1, 2, 3,7) definisce il livello energetico dell elettrone che è proporzionale alla distanza dal nucleo. Il numero quantico secondario l (l = 0, 1,, n-1) determina le caratteristiche geometriche dell orbitale (sottolivello energetico). valori di l lettera s p d f Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

88 7. Numeri quantici e orbitali Il numero quantico magnetico m (m = -l, 0, +l) definisce quanti orbitali della stessa forma, ma con orientazione diversa, possono coesistere in un sottolivello. Il numero quantico di spin m s (m s = ± ½) indica il valore di spin che può essere assunto dall elettrone. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

89 7. Numeri quantici e orbitali Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

90 7. Numeri quantici e orbitali La scoperta del quarto numero quantico, portò Pauli a enunciare il principio di esclusione, secondo il quale in un orbitale possono essere presenti al massimo due elettroni con spin opposto o antiparallelo. +½ -½ Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

91 8. Dall orbitale alla forma dell atomo Lo spazio intorno al nucelo entro il quale si ha una certa probabilità di trovare l elettrone, si chiama superficie di contorno. La forma delle superfici di contorno e i volumi da esse racchiusi variano da un orbitale all altro: la forma è determinata dal numero quantico secondario l; il volume dipende dal numero quantico principale n. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

92 8. Dall orbitale alla forma dell atomo La superficie di contorno degli orbitali s è una sfera il cui volume aumenta all aumentare del numero quantico principale n. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

93 8. Dall orbitale alla forma dell atomo La superficie di contorno degli orbitali p è un doppio lobo che si espande lungo gli assi x, y e z Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

94 8. Dall orbitale alla forma dell atomo La superficie di contorno degli orbitali d è a quattro lobi. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

95 8. Dall orbitale alla forma dell atomo Di grande complessità è la superficie di contorno degli orbitali f. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

96 f orbital (Shape 1) f orbital (Shape 2) f orbital (Shape 3) g orbital (Shape 1) g orbital (Shape 2) g orbital (Shape 3) g orbital (Shape 4)

97 9. L atomo di idrogeno secondo la meccanica quantistica Quando l atomo di idrogeno è nel suo stato fondamentale, l elettrone è più vicino al nucleo e l orbitale 1s è caratterizzato dalla terna di numeri quantici: n = 1, l = 0, m s = +½ o ½ Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

98 10.La configurazione degli atomi polielettronici La rappresentazione completa degli orbitali occupati da tutti gli elettroni in un atomo o in uno ione in ordine crescente di energia si chiama configurazione elettronica. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

99 10.La configurazione degli atomi polielettronici Per scrivere la configurazione elettronica di un atomo si applica il principio di Aufbau. Il numero atomico Z dell elemento indica il numero di elettroni da sistemare. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

100 10.La configurazione degli atomi polielettronici La successione degli orbitali in cui sistemare gli elettroni in ordine di energia crescente è: Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

101 10.La configurazione degli atomi polielettronici La somma degli esponenti che compaiono nella configurazione elettronica deve corrispondere al numero Z. Gli elettroni occupano prima gli orbitali a energia più bassa, poi quelli a energia più elevata. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

102 10.La configurazione degli atomi polielettronici Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

103

104

105 10.La configurazione degli atomi polielettronici Secondo la regola di Hund, se ci sono orbitali allo stesso livello energetico, prima si colloca un elettrone su ciascun orbitale vuoto, poi si completano gli orbitali semipieni. Nella configurazione elettronica più stabile di un atomo, gli elettroni appartenenti a un medesimo sottolivello tendono ad assumere lo stesso spin. Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

106 10.La configurazione degli atomi polielettronici Copyright 2009 Zanichelli editore Le idee della chimica

107 Modelli atomici

108 Dio non gioca a dadi è il modo con cui viene in genere riportato il pensiero di Einstein (sul principio di indeterminazione), che in realtà disse: «Sembra difficile dare una sbirciata alle carte di Dio. Ma che Egli giochi a dadi e usi metodi "telepatici" [...] è qualcosa a cui non posso credere nemmeno per un attimo». Niels Bohr, alle cui teorie si riferiva Einstein con questa frase, rispose "Non dire a Dio come deve giocare". Più tardi, in una discussione dove John Wheeler proponeva la sua (e di Richard Feynman) interpretazione sui positroni, Einstein ripropose la famosa frase "Non riesco ancora a credere che Dio giochi a dadi", aggiungendo anche "Ma forse mi sono guadagnato il diritto di commettere degli errori".

Capitolo 8 La struttura dell atomo

Capitolo 8 La struttura dell atomo Capitolo 8 La struttura dell atomo 1. La doppia natura della luce 2. La «luce» degli atomi 3. L atomo di Bohr 4. La doppia natura dell elettrone 5. L elettrone e la meccanica quantistica 6. L equazione

Dettagli

Esploriamo la chimica

Esploriamo la chimica 1 Valitutti, Tifi, Gentile Esploriamo la chimica Seconda edizione di Chimica: molecole in movimento Capitolo 8 La struttura dell atomo 1. La doppia natura della luce 2. L atomo di Bohr 3. Il modello atomico

Dettagli

L atomo. Il neutrone ha una massa 1839 volte superiore a quella dell elettrone. 3. Le particelle fondamentali dell atomo

L atomo. Il neutrone ha una massa 1839 volte superiore a quella dell elettrone. 3. Le particelle fondamentali dell atomo L atomo 3. Le particelle fondamentali dell atomo Gli atomi sono formati da tre particelle fondamentali: l elettrone con carica negativa; il protone con carica positiva; il neutrone privo di carica. Il

Dettagli

Generalità delle onde elettromagnetiche

Generalità delle onde elettromagnetiche Generalità delle onde elettromagnetiche Ampiezza massima: E max (B max ) Lunghezza d onda: (m) E max (B max ) Periodo: (s) Frequenza: = 1 (s-1 ) Numero d onda: = 1 (m-1 ) = v Velocità della luce nel vuoto

Dettagli

COMPETENZE ABILITÀ CONOSCENZE. descrivere la. Comprendere ed applicare analogie relative ai concetti presi in analisi. struttura.

COMPETENZE ABILITÀ CONOSCENZE. descrivere la. Comprendere ed applicare analogie relative ai concetti presi in analisi. struttura. ca descrivere la struttura dell atomo, la tavola periodica e le sue caratteristiche per spiegare le differenze tra i vari tipi di legami, descrivendoli e interpretandoli alla luce degli elettroni di valenza

Dettagli

LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA III a PARTE

LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA III a PARTE LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA III a PARTE Prof. V.Lubicz Dualità onda-particella - Esperimenti ideali di interferenza con pallottole, onde ed elettroni - Principio di indeterminazione La Meccanica Quantistica

Dettagli

1 3 STRUTTURA ATOMICA

1 3 STRUTTURA ATOMICA 1 3 STRUTTURA ATOMICA COME SI SPIEGA LA STRUTTURA DELL ATOMO? Secondo il modello atomico di Rutherford e sulla base della fisica classica, gli elettroni dovrebbero collassare sul nucleo per effetto delle

Dettagli

the power of ten Prof.ssa Patrizia Gallucci

the power of ten Prof.ssa Patrizia Gallucci https://www.youtube.com/watch?v=5ckd0apswe8 the power of ten Prof.ssa Patrizia Gallucci ESPERIMENTO DI RUTHEFORD Dopo l esperimento Rutheford ipotizzò un atomo con un nucleo centrale,formato da neutroni

Dettagli

Teoria Atomica Moderna. Chimica generale ed Inorganica: Chimica Generale. sorgenti di emissione di luce. E = hν. νλ = c. E = mc 2

Teoria Atomica Moderna. Chimica generale ed Inorganica: Chimica Generale. sorgenti di emissione di luce. E = hν. νλ = c. E = mc 2 sorgenti di emissione di luce E = hν νλ = c E = mc 2 FIGURA 9-9 Spettro atomico, o a righe, dell elio Spettri Atomici: emissione, assorbimento FIGURA 9-10 La serie di Balmer per gli atomi di idrogeno

Dettagli

Modello atomico ad orbitali e numeri quantici

Modello atomico ad orbitali e numeri quantici Modello atomico ad orbitali e numeri quantici Il modello atomico di Bohr permette di scrivere correttamente la configurazione elettronica di un atomo ma ha dei limiti che sono stati superati con l introduzione

Dettagli

LA STRUTTURA DEGLI ATOMI GLI SPETTRI ATOMICI DI EMISSIONE

LA STRUTTURA DEGLI ATOMI GLI SPETTRI ATOMICI DI EMISSIONE LA STRUTTURA DEGLI ATOMI GLI SPETTRI ATOMICI DI EMISSIONE LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO LA QUANTIZZAZIONE DELL

Dettagli

LE ONDE E I FONDAMENTI DELLA TEORIA QUANTISTICA

LE ONDE E I FONDAMENTI DELLA TEORIA QUANTISTICA LE ONDE E I FONDAMENTI DELLA TEORIA QUANTISTICA I PROBLEMI DEL MODELLO PLANETARIO F Secondo Rutherford l elettrone si muoverebbe sulla sua orbita in equilibrio tra la forza elettrica di attrazione del

Dettagli

Incontriamo la Fisica: la Meccanica Quantistica. Stefano Spagocci, GACB

Incontriamo la Fisica: la Meccanica Quantistica. Stefano Spagocci, GACB Incontriamo la Fisica: la Meccanica Quantistica Stefano Spagocci, GACB Newton e Laplace Secondo la concezione di Newton e Laplace, specificate le condizioni iniziali (posizioni e velocità), il moto di

Dettagli

Si arrivò a dimostrare l esistenza di una forma elementare della materia (atomo) solo nel 1803 (John Dalton)

Si arrivò a dimostrare l esistenza di una forma elementare della materia (atomo) solo nel 1803 (John Dalton) Atomi 16 Si arrivò a dimostrare l esistenza di una forma elementare della materia (atomo) solo nel 1803 (John Dalton) 17 Teoria atomica di Dalton Si basa sui seguenti postulati: 1. La materia è formata

Dettagli

La struttura dell atomo

La struttura dell atomo La Teoria Atomica La struttura dell atomo 10-10 m 10-14 m Proprietà delle tre particelle subatomiche fondamentali Carica Massa Nome (simbolo) relativa assoluta (C) relativa (uma)* Assoluta (g) Posizione

Dettagli

Teoria Atomica di Dalton

Teoria Atomica di Dalton Teoria Atomica di Dalton Il concetto moderno della materia si origina nel 1806 con la teoria atomica di John Dalton: Ogni elementoè composto di atomi. Gli atomi di un dato elemento sono uguali. Gli atomi

Dettagli

Struttura Elettronica degli Atomi Meccanica quantistica

Struttura Elettronica degli Atomi Meccanica quantistica Prof. A. Martinelli Struttura Elettronica degli Atomi Meccanica quantistica Dipartimento di Farmacia 1 Il comportamento ondulatorio della materia 2 1 Il comportamento ondulatorio della materia La diffrazione

Dettagli

Le Caratteristiche della Luce

Le Caratteristiche della Luce 7. L Atomo Le Caratteristiche della Luce Quanti e Fotoni Spettri Atomici e Livelli Energetici L Atomo di Bohr I Modelli dell Atomo - Orbitali atomici - I numeri quantici e gli orbitali atomici - Lo spin

Dettagli

LA STRUTTURA DEGLI ATOMI GLI SPETTRI ATOMICI DI EMISSIONE

LA STRUTTURA DEGLI ATOMI GLI SPETTRI ATOMICI DI EMISSIONE LA STRUTTURA DEGLI ATOMI GLI SPETTRI ATOMICI DI EMISSIONE LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO LA QUANTIZZAZIONE DELL

Dettagli

Atomo. Evoluzione del modello: Modello di Rutherford Modello di Bohr Modello quantomeccanico (attuale)

Atomo. Evoluzione del modello: Modello di Rutherford Modello di Bohr Modello quantomeccanico (attuale) Atomo Evoluzione del modello: Modello di Rutherford Modello di Bohr Modello quantomeccanico (attuale) 1 Modello di Rutherford: limiti Secondo il modello planetario di Rutherford gli elettroni orbitano

Dettagli

Rappresentazione dell atomo. Rutherford (1911) : modello planetario con il nucleo al centro e gli elettroni che ruotano.

Rappresentazione dell atomo. Rutherford (1911) : modello planetario con il nucleo al centro e gli elettroni che ruotano. Rappresentazione dell atomo Rutherford (1911) : modello planetario con il nucleo al centro e gli elettroni che ruotano. Informazioni importanti circa la dimensione dell atomo e la distribuzione della massa

Dettagli

L atomo di Bohr. Argomenti. Al tempo di Bohr. Spettri atomici 19/03/2010

L atomo di Bohr. Argomenti. Al tempo di Bohr. Spettri atomici 19/03/2010 Argomenti Spettri atomici Modelli atomici Effetto Zeeman Equazione di Schrödinger L atomo di Bohr Numeri quantici Atomi con più elettroni Al tempo di Bohr Lo spettroscopio è uno strumento utilizzato per

Dettagli

Modelli atomici Modello atomico di Rutheford Per t s d u i diare la t s rutt ttura t a omica Ruth th f or (

Modelli atomici Modello atomico di Rutheford Per t s d u i diare la t s rutt ttura t a omica Ruth th f or ( Modello atomico di Rutheford Per studiare la struttura tt atomica Rutherford (1871-1937) 1937) nel 1910 bombardòb una lamina d oro con particelle a (cioè atomi di elio) Rutherford suppose che gli atomi

Dettagli

catastrofe ultravioletta

catastrofe ultravioletta Fisica moderna Radiazione termica La radiazione termica è l insieme di onde elettromagnetiche che ogni corpo emette per effetto della sua temperatura Un corpo nero è un corpo che assorbe completamente

Dettagli

COMPORTAMENTO DUALISTICO della MATERIA

COMPORTAMENTO DUALISTICO della MATERIA COMPORTAMENTO DUALISTICO della MATERIA Come la luce anche la materia assume comportamento dualistico. Equazione di De Broglie: λ = h/mv Per oggetti macroscopici la lunghezza d onda è così piccola da non

Dettagli

Il modello di Bohr. Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti

Il modello di Bohr. Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti Il modello di Bohr Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti VIDEO Gli spettri di emissione Nel 1859 il fisico G.R. Kirchoff scoprì che ogni elemento chimico presenta uno spettro di emissione caratteristico,

Dettagli

GLI ORBITALI ATOMICI

GLI ORBITALI ATOMICI GLI ORBITALI ATOMICI Orbitali atomici e loro rappresentazione Le funzioni d onda Ψ n che derivano dalla risoluzione dell equazione d onda e descrivono il moto degli elettroni nell atomo si dicono orbitali

Dettagli

STRUTTURA ATOMICA. Per lo studio della struttura dell atomo ci si avvale della Spettroscopia.

STRUTTURA ATOMICA. Per lo studio della struttura dell atomo ci si avvale della Spettroscopia. STRUTTURA ATOMICA Il modello planetario dell atomo secondo Rutherford si appoggia sulla meccanica classica. Il modello non può essere corretto visto che per descrivere il comportamento delle particelle

Dettagli

La teoria atomica moderna: il modello planetario L ELETTRONE SI MUOVE LUNGO UN ORBITA INTORNO AL NUCLEO

La teoria atomica moderna: il modello planetario L ELETTRONE SI MUOVE LUNGO UN ORBITA INTORNO AL NUCLEO La teoria atomica moderna: il modello planetario L ELETTRONE SI MUOVE LUNGO UN ORBITA INTORNO AL NUCLEO La luce La LUCE è una forma di energia detta radiazione elettromagnetica che si propaga nello spazio

Dettagli

ATOMO. Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton

ATOMO. Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton Democrito IV secolo A.C. ATOMO Lavoisier Proust Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton (1808) Teoria atomica Gay-Lussac volumi di gas reagiscono secondo rapporti

Dettagli

numeri quantici orbitale spin

numeri quantici orbitale spin La funzione d onda ψ definisce i diversi stati in cui può trovarsi l elettrone nell atomo. Nella sua espressione matematica, essa contiene tre numeri interi, chiamati numeri quantici, indicati con le lettere

Dettagli

Corso di CHIMICA LEZIONE 2

Corso di CHIMICA LEZIONE 2 Corso di CHIMICA LEZIONE 2 MODELLO ATOMICO DI THOMSON 1904 L atomo è formato da una sfera carica positivamente in cui gli elettroni con carica negativa, distribuiti uniformemente all interno, neutralizzano

Dettagli

Introduzione alla meccanica quantistica. Vincenzo Barone

Introduzione alla meccanica quantistica. Vincenzo Barone Accademia delle Scienze di Torino 9 novembre 2017 Introduzione alla meccanica quantistica Vincenzo Barone barone@to.infn.it Parte I: Le basi della meccanica quantistica (questioni didattiche) Parte II:

Dettagli

L ATOMO SECONDO LA MECCANICA ONDULATORIA IL DUALISMO ONDA-PARTICELLA. (Plank Einstein)

L ATOMO SECONDO LA MECCANICA ONDULATORIA IL DUALISMO ONDA-PARTICELLA. (Plank Einstein) L ATOMO SECONDO LA MECCANICA ONDULATORIA IL DUALISMO ONDA-PARTICELLA POSTULATO DI DE BROGLIÈ Se alla luce, che è un fenomeno ondulatorio, sono associate anche le caratteristiche corpuscolari della materia

Dettagli

- Dati sperimentali: interazione luce / materia spettri caratteristici

- Dati sperimentali: interazione luce / materia spettri caratteristici - Thomson: evidenza sperimentale per elettrone misura e/m e - Millikan: misura la carica dell elettrone e ne ricava la massa e = 1,60 x 10-19 C - Rutherford: stima le dimensioni atomiche struttura vuota

Dettagli

6) Modello atomico a ORBITALI

6) Modello atomico a ORBITALI 6) Modello atomico a ORBITALI PREMESSA: LIMITI DEL MODELLO DI BOHR (pag. 94 par.3) Applicando il concetto di quantizzazione dell E all atomo, Bohr ipotizzò che un atomo potesse esistere solo in determinati

Dettagli

LUCE E ONDE ELETTROMAGNETICHE

LUCE E ONDE ELETTROMAGNETICHE LUCE E ONDE ELETTROMAGNETICHE QUASI TUTTO QUELLO CHE SAPPIAMO SULLA STRUTTURA DELL ATOMO DERIVA DALL ANALISI DELLA LUCE EMESSA O ASSORBITA DALLE SOSTANZE CHI FU IL PRIMO AD ACCORGERSI CHE I SINGOLI ELEMENTI

Dettagli

L'effetto Compton (1923)

L'effetto Compton (1923) L'effetto Compton (1923) Conferma la natura quantizzata della radiazione elettromagnetica (raggi X) Conferma la natura corpuscolare dei quanti di radiazione che si comportano come particelle dotate di

Dettagli

n l c = velocità di propagazione nel vuoto = m/s l = lunghezza d onda [cm]

n l c = velocità di propagazione nel vuoto = m/s l = lunghezza d onda [cm] Tavola Mendeleev Quando gli elementi vengono riportati secondo un ordine di peso atomico crescente, le proprietà degli elementi si ripetono ad intervalli regolari c l n n l c = velocità di propagazione

Dettagli

La nascita della fisica moderna. (un racconto di inizio 900)

La nascita della fisica moderna. (un racconto di inizio 900) La nascita della fisica moderna (un racconto di inizio 900) Sviluppo storico della fisica tra fine 800 e il 1927 Fisica sperimentale fine 800 Fisica teorica fine 800 1900 1905 1911 1913 1916 1924 1925-1927

Dettagli

Quarta unità didattica. Disposizione degli elettroni nell atomo

Quarta unità didattica. Disposizione degli elettroni nell atomo Quarta unità didattica Disposizione degli elettroni nell atomo Modello atomico di Bohr 1913 L' atomo di Borh consiste in un nucleo di carica positiva al quale ruotano intorno gli elettroni di carica negativa

Dettagli

L Universo in un lancio di dadi. Come il principio di indeterminazione di Heisenberg ha portato alla fine del determinismo scientifico

L Universo in un lancio di dadi. Come il principio di indeterminazione di Heisenberg ha portato alla fine del determinismo scientifico L Universo in un lancio di dadi Come il principio di indeterminazione di Heisenberg ha portato alla fine del determinismo scientifico Abà Anna classe V BS Un precursore: David Hume «L idea di causa ed

Dettagli

Unità 2. La teoria quantistica

Unità 2. La teoria quantistica Unità 2 La teoria quantistica L'effetto fotoelettrico Nel 1902 il fisico P. Lenard studiò l'effetto fotoelettrico. Esso è l'emissione di elettroni da parte di un metallo su cui incide un'onda elettromagnetica.

Dettagli

LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA

LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA I a Parte: - Comportamento corpuscolare della luce II a Parte: - Il modello atomico - Comportamento ondulatorio della materia III a Parte: - Dualità onda-particella: esperimento

Dettagli

ATOMO. Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton

ATOMO. Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton Democrito IV secolo A.C. ATOMO Lavoisier Proust Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton (808) Teoria atomica Gay-Lussac volumi di gas reagiscono secondo rapporti interi

Dettagli

mvr = n h e 2 r = m v 2 e m r v = La configurazione elettronica r = e 2 m v 2 (1) Quantizzazione del momento angolare (2) 4 πε.

mvr = n h e 2 r = m v 2 e m r v = La configurazione elettronica r = e 2 m v 2 (1) Quantizzazione del momento angolare (2) 4 πε. La configurazione elettronica Modello atomico di Bohr-Sommerfeld (1913) Legge fondamentale della meccanica classica F = m a. F Coulomb = 1 4 πε. q q ' F r centrifuga = m v r ε =8.85*10-1 Fm-1 (costante

Dettagli

GLI ORBITALI ATOMICI

GLI ORBITALI ATOMICI GLI ORBITALI ATOMICI I numeri quantici Le funzioni d onda Ψ n, soluzioni dell equazione d onda, sono caratterizzate da certe combinazioni di numeri quantici: n, l, m l, m s n = numero quantico principale,

Dettagli

STRUTTURA DELL'ATOMO

STRUTTURA DELL'ATOMO STRUTTURA DELL'ATOMO IDROGENO 1 H ELIO He 1 2 4 Modello planetario di Rutherford -protoni e neutroni costituiscono il nucleo in cui è concentrata tutta la massa - gli elettroni ruotano attorno al nucleo

Dettagli

La Teoria dell Atomo di Bohr Modello di Bohr dell atomo di idrogeno:

La Teoria dell Atomo di Bohr Modello di Bohr dell atomo di idrogeno: La Teoria dell Atomo di Bohr Modello di Bohr dell atomo di idrogeno: Vedi documento Atomo di Bohr.pdf sul materiale didattico per la derivazione di queste equazioni Livelli Energetici dell Atomo di Idrogeno

Dettagli

Sulla nascita di questo libro. Introduzione 1

Sulla nascita di questo libro. Introduzione 1 Indice Sulla nascita di questo libro V Introduzione 1 1 Luce e materia 7 Che cos è veramente la luce? 7 Ma qui che cosa oscilla? 9 Che cosa sono la frequenza e la lunghezza d onda della luce? 11 Che cos

Dettagli

L atomo di Bohr. Per spiegare il mistero delle righe spettrali, Bohr propose un Modello Atomico dell Atomo di Idrogeno (1913)

L atomo di Bohr. Per spiegare il mistero delle righe spettrali, Bohr propose un Modello Atomico dell Atomo di Idrogeno (1913) L atomo di Bohr Per spiegare il mistero delle righe spettrali, Bohr propose un Modello Atomico dell Atomo di Idrogeno (1913) L atomo di Bohr L atomo di idrogeno presenta un solo elettrone 1. L elettrone

Dettagli

Fisica Moderna e contemporanea

Fisica Moderna e contemporanea Fisica Moderna e contemporanea SSIS Puglia Prof. Luigi Schiavulli luigi.schiavulli@ba.infn.it Dipartimento Interateneo di Fisica Michelangelo Merlin 02/02/2006 1 Sommario Quadro riassuntivo sulla Fisica

Dettagli

Università Primo Levi

Università Primo Levi Università Primo Levi Primo Levi 2013 Le forze fondamentali e la fisica dei quanta INAF Osservatorio Astronomico di Bologna via Ranzani, 1 40127 - Bologna - Italia Tel, 051-2095721 Fax, 051-2095700 http://www.bo.astro.it/~bedogni/primolevi

Dettagli

ATOMO. Avogadro (1811) Volumi uguali di gas diversi contengono un ugual numero di MOLECOLE (N A =6,022*10 23 )

ATOMO. Avogadro (1811) Volumi uguali di gas diversi contengono un ugual numero di MOLECOLE (N A =6,022*10 23 ) ATOMO Democrito IV secolo A.C. (atomos = indivisibile) Lavoisier (1770) Legge della conservazione della massa in una trasf. chimica es. C + O 2 CO 2 Dalton (1808) Teoria atomica E=mc 2 Avogadro (1811)

Dettagli

La Teoria dei Quanti e la Struttura Elettronica degli Atomi. Capitolo 7

La Teoria dei Quanti e la Struttura Elettronica degli Atomi. Capitolo 7 La Teoria dei Quanti e la Struttura Elettronica degli Atomi Capitolo 7 Proprietà delle Onde Lunghezza d onda (λ) E la distanza tra due punti identici su due onde successive. Ampiezza è la distanza verticale

Dettagli

Lavoisier (1770) Legge della conservazione della massa in una trasf. chimica es. C + O 2 CO 2 Dalton (1808) Teoria atomica

Lavoisier (1770) Legge della conservazione della massa in una trasf. chimica es. C + O 2 CO 2 Dalton (1808) Teoria atomica ATOMO Democrito IV secolo A.C. Lavoisier (1770) Legge della conservazione della massa in una trasf. chimica es. C + O 2 CO 2 Dalton (1808) Teoria atomica E=mc 2 Avogadro (1811) Volumi uguali di gas diversi

Dettagli

L atomo di Bohr e i raggi X

L atomo di Bohr e i raggi X L atomo di Bohr e i raggi X Corsi laboratorio per le scuole superiori gennaio 017 Prof. Federico Boscherini Dipartimento di Fisica e Astronomia Università di Bologna federico.boscherini@unibo.it www.unibo.it/docenti/federico.boscherini

Dettagli

A Z. L'atomo Entità subatomiche Carica elettrica Massa (u.m.a) Protone Neutrone elettrone. +1e e.

A Z. L'atomo Entità subatomiche Carica elettrica Massa (u.m.a) Protone Neutrone elettrone. +1e e. L'atomo Entità subatomiche Carica elettrica Massa (u.m.a) Protone Neutrone elettrone +1e 0-1e e = Carica elettrica elementare 1.60 10-19 u.m.a.= Unità di Massa Atomica 1.6605 10-4 Il Nuclide A Z Nu Coulomb

Dettagli

2bis. I modelli atomici

2bis. I modelli atomici 2bis. I modelli atomici 2.1 Il modello di Thomson 2.2 Il modello di Rutherford; 2.3 Il dualismo particella-onda; 2.4 Il modello di Bohr 2.5 Il modello a orbitali 2.6 Il riempimento degli orbitali e le

Dettagli

5) Modello atomico di BOHR

5) Modello atomico di BOHR 5) Modello atomico di BOHR (pag.92 par.3 - parziale- ) PREMESSA: LIMITI DEL MODELLO DI RUTHERFORD Il modello planetario dell atomo sostenuto da Rutherford si adattava bene a molti dati sperimentali ma

Dettagli

Comune ordine di riempimento degli orbitali di un atomo

Comune ordine di riempimento degli orbitali di un atomo Comune ordine di riempimento degli orbitali di un atomo Le energie relative sono diverse per differenti elementi ma si possono notare le seguenti caratteristiche: (1) La maggior differenza di energia si

Dettagli

Vincenzo Branchina. Rivoluzioni Scientifiche. Fisica Quantistica. Università di Catania Dipartimento di Fisica e Astronomia

Vincenzo Branchina. Rivoluzioni Scientifiche. Fisica Quantistica. Università di Catania Dipartimento di Fisica e Astronomia Vincenzo Branchina Rivoluzioni Scientifiche Fisica Quantistica Università di Catania Dipartimento di Fisica e Astronomia Giarre, 5 Marzo 2015 Nuova Meccanica Quantistica: Equazione di Schrodinger (1925)

Dettagli

ATOMI E PARTICELLE SUBATOMICHE

ATOMI E PARTICELLE SUBATOMICHE ATOMI E PARTICELLE SUBATOMICHE ELETTRICITÀ DELL ATOMO ESISTONO DUE TIPI DI CARICHE ELETTRICHE, DENOMINATE CONVENZIONALMENTE NEGATIVA E POSITIVA CARICHE DI SEGNO UGUALE SI RESPINGONO, MENTRE CARICHE DI

Dettagli

Crisi della Fisica Classica & Fisica Quantistica

Crisi della Fisica Classica & Fisica Quantistica Crisi della Fisica Classica & Fisica Quantistica Guido Montagna Dipartimento di Fisica, Università di Pavia & INFN, Sezione di Pavia February 11, 2018 G. Montagna, Università di Pavia & INFN (Dipartimento

Dettagli

I NUMERI QUANTICI. per l = orbitale: s p d f

I NUMERI QUANTICI. per l = orbitale: s p d f I NUMERI QUANTICI I numeri quantici sono quattro. I primi tre servono a indicare e a distinguere i diversi orbitali. Il quarto numero descrive una proprietà tipica dell elettrone. Esaminiamo in dettaglio

Dettagli

La Struttura degli Atomi

La Struttura degli Atomi La Struttura degli Atomi!!!!! Perché gli atomi si combinano per formare composti? Perché differenti elementi presentano differenti proprietà? Perché possono essere gassosi, liquidi, solidi, metalli o non-metalli?

Dettagli

Struttura atomica, configurazione elettronica e periodicità chimica

Struttura atomica, configurazione elettronica e periodicità chimica Struttura atomica, configurazione elettronica e periodicità chimica Dualismo onda-particella (V. de Broglie) Principio di indeterminazione (W. Heisenberg) Equazione di Shrodinger(1925) Modello quantomeccanico

Dettagli

Meccanica quantistica Mathesis 2016 Prof. S. Savarino

Meccanica quantistica Mathesis 2016 Prof. S. Savarino Meccanica quantistica Mathesis 2016 Prof. S. Savarino Quanti Corpo nero: è un oggetto che assorbe tutta la radiazione senza rifletterla. Come una corda legata agli estremi può produrre onde stazionarie

Dettagli

Lezioni di Meccanica Quantistica

Lezioni di Meccanica Quantistica Luigi E. Picasso Lezioni di Meccanica Quantistica seconda edizione Edizioni ETS www.edizioniets.com Copyright 2015 EDIZIONI ETS Piazza Carrara, 16-19, I-56126 Pisa info@edizioniets.com www.edizioniets.com

Dettagli

Introduzione alla Meccanica Quantistica (MQ):

Introduzione alla Meccanica Quantistica (MQ): Introduzione alla Meccanica Quantistica (MQ): 1 MECCANICA QUANTISTICA ELETTRONI MATERIA MOLECOLE ATOMI NUCLEI La nostra attuale comprensione della struttura atomica e molecolare si basa sui principi della

Dettagli

Risultato: ELABORAZIONE della MECCANICA QUANTISTICA e sua applicazione sistematica ai nuovi fenomeni

Risultato: ELABORAZIONE della MECCANICA QUANTISTICA e sua applicazione sistematica ai nuovi fenomeni Tra la fine del XIX e inizio del XX secolo una serie di fenomeni non trovano interpretazione adeguata, basata su fisica classica (meccanica, elettromagnetismo, ottica e termodinamica) Essi risultarono

Dettagli

Natura ondulatoria della luce. Natura corpuscolare della luce

Natura ondulatoria della luce. Natura corpuscolare della luce Natura ondulatoria della luce Data 1803 Autore Thomas Young Esperimento Un fascio di luce solare viene fatto passare da un foro e davanti a questo foro vi è un pannello con due fenditure verticali (coperte

Dettagli

Fisica Quantistica. 1. Comportamento quantistico. 2. Effetto fotoelettrico. 3. Dualismo onda-corpuscolo. 4. Principio di indeterminazione

Fisica Quantistica. 1. Comportamento quantistico. 2. Effetto fotoelettrico. 3. Dualismo onda-corpuscolo. 4. Principio di indeterminazione Fisica Quantistica by Prof.ssa Paola Giacconi 1. Comportamento quantistico 2. Effetto fotoelettrico 3. Dualismo onda-corpuscolo 4. Principio di indeterminazione 1. COMPORTAMENTO QUANTISTICO La meccanica

Dettagli

STRUTTURA ATOMICA E CONFIGURAZIONE ELETTRONICA

STRUTTURA ATOMICA E CONFIGURAZIONE ELETTRONICA pg 1 STRUTTURA ATOMICA E CONFIGURAZIONE ELETTRONICA Per capire il comportamento degli atomi dobbiamo studiare il comportamento dei suoi elettroni L'atomo e le sue particelle NON sono direttamente visibili

Dettagli

Come si può definire la chimica? Quella scienza che studia la composizione, la struttura e le trasformazioni della materia. Cosa si intende per

Come si può definire la chimica? Quella scienza che studia la composizione, la struttura e le trasformazioni della materia. Cosa si intende per Come si può definire la chimica? Quella scienza che studia la composizione, la struttura e le trasformazioni della materia. Cosa si intende per materia?? Uno dei primi interrogativi che gli scienziati

Dettagli

Fenomeni quantistici

Fenomeni quantistici Fenomeni quantistici 1. Radiazione di corpo nero Leggi di Wien e di Stefan-Boltzman Equipartizione dell energia classica Correzione quantistica di Planck 2. Effetto fotoelettrico XIII - 0 Radiazione da

Dettagli

La struttura degli atomi

La struttura degli atomi 1 La struttura degli atomi pg. 298 27-28 31-37 43 47 51-53 55-57 61-62 67(a/h) 68(a/i) La struttura degli atomi e gli andamenti periodici pg.332 1-7 11-15 17-18 27-30 37 40-42 51 Solvay conference, 1927

Dettagli

Programma della I parte

Programma della I parte Programma della I parte Cenni alla meccanica quantistica: il modello dell atomo Dall atomo ai cristalli: statistica di Fermi-Dirac, il modello a bande di energia, popolazione delle bande, livello di Fermi

Dettagli

Come vediamo. La luce: aspetti fisici. Cos è la luce? Concetti fondamentali:

Come vediamo. La luce: aspetti fisici. Cos è la luce? Concetti fondamentali: La luce in fisica La luce: aspetti fisici Cos è la luce? Concetti fondamentali: - velocità, ampiezza, lunghezza d onda - assorbimento - riflessione -rifrazione - diffrazione - indice di rifrazione - temperatura

Dettagli

MODELLO PLANETARIO ATTORNO AL NUCLEO ORBITANO GLI ELETTRONI COME PIANETI INTORNO AL SOLE TUTTAVIA

MODELLO PLANETARIO ATTORNO AL NUCLEO ORBITANO GLI ELETTRONI COME PIANETI INTORNO AL SOLE TUTTAVIA MODELLO PLANETARIO ATTORNO AL NUCLEO ORBITANO GLI ELETTRONI COME PIANETI INTORNO AL SOLE TUTTAVIA LASCIAVA IRRISOLTI MOLTI PROBLEMI RIGUARDANTI IN PARTICOLARE LA DISPOSIZIONE DEGLI ELETTRONI INTORNO AL

Dettagli

Nel 1926 Erwin Schrödinger propose un equazione celebre e mai abbandonata per il calcolo delle proprietà degli atomi e delle molecole

Nel 1926 Erwin Schrödinger propose un equazione celebre e mai abbandonata per il calcolo delle proprietà degli atomi e delle molecole Nel 1926 Erwin Schrödinger propose un equazione celebre e mai abbandonata per il calcolo delle proprietà degli atomi e delle molecole Secondo questa teoria l elettrone può essere descritto come fosse un

Dettagli

Modelli atomici. Teoria atomica Dalton (1803) La materia non è continua, ma costituita da particelle.

Modelli atomici. Teoria atomica Dalton (1803) La materia non è continua, ma costituita da particelle. Modelli atomici Teoria atomica Dalton (1803) La materia non è continua, ma costituita da particelle. Presupposti 1. Legge di Lavoisier della conservazione della massa: in una reazione chimica nulla si

Dettagli

CORSO DI LAUREA IN OTTICA E OPTOMETRIA

CORSO DI LAUREA IN OTTICA E OPTOMETRIA CORSO DI LAUREA IN OTTICA E OPTOMETRIA Anno Accademico 007-008 CORSO di FISCA ED APPLICAZIONE DEI LASERS Questionario del Primo appello della Sessione Estiva NOME: COGNOME: MATRICOLA: VOTO: /30 COSTANTI

Dettagli

La struttura della materia

La struttura della materia La struttura della materia IL CORPO NERO In fisica, i corpi solidi o liquidi emettono radiazioni elettromagnetiche, a qualsiasi temperatura. Il corpo nero, invece, è un oggetto ideale che assorbe tutta

Dettagli

Effetti relativistici e quantistici

Effetti relativistici e quantistici Effetti relativistici e quantistici Dott. Fabiano Nart Gruppo Divulgazione Scientifica Dolomiti E. Fermi www.gdsdolomiti.org info.gdsdolomiti@gmail.com Museo Scienze Naturali Bolzano, 24/05/2016 Dott.

Dettagli

ATOMI MONOELETTRONICI

ATOMI MONOELETTRONICI ATOMI MONOELETTRONICI L equazione di Schrödinger per gli atomi contenenti un solo elettrone (atomo di idrogeno, ioni He +, Li 2+ ) può essere risolta in maniera esatta e le soluzioni ottenute permettono

Dettagli

Il principio di indeterminazione di Heisenberg

Il principio di indeterminazione di Heisenberg Il principio di indeterminazione di Heisenberg Il prodotto degli errori nella determinazione contemporanea della quantità di moto (q = mv) e della posizione di un corpo in movimento è almeno uguale a h

Dettagli

E. SCHRODINGER ( )

E. SCHRODINGER ( ) E. SCHRODINGER (1887-1961) Elettrone = onda le cui caratteristiche possono essere descritte con un equazione simile a quella delle onde stazionarie le cui soluzioni, dette funzioni d onda ψ, rappresentano

Dettagli

CHIMICA E SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI

CHIMICA E SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI CHIMICA E SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ELETTRICI Elettrici I anno - III Quadr. a.acc. 2006/07 Laboratorio: Laboratorio Materiali piano S-1 26/04/2007 Chimica e Scienza e Tecnologia dei Materiali

Dettagli

Teoria atomica. Dr. Lucia Tonucci Ingegneria delle Costruzioni

Teoria atomica. Dr. Lucia Tonucci Ingegneria delle Costruzioni Teoria atomica Dr. Lucia Tonucci l.tonucci@unich.it Ingegneria delle Costruzioni Cenni storici V Sec. a.c. Democrito: la materia è costituita da corpuscoli indivisibili, gli atomi (atomo = indivisibile)

Dettagli

L energia assorbita dall atomo durante l urto iniziale è la stessa del fotone che sarebbe emesso nel passaggio inverso, e quindi vale: m

L energia assorbita dall atomo durante l urto iniziale è la stessa del fotone che sarebbe emesso nel passaggio inverso, e quindi vale: m QUESITI 1 Quesito Nell esperimento di Rutherford, una sottile lamina d oro fu bombardata con particelle alfa (positive) emesse da una sorgente radioattiva. Secondo il modello atomico di Thompson le particelle

Dettagli

4. Lo spettro discreto: emissione e assorbimento di luce da parte di atomi stato fondamentale stati eccitati

4. Lo spettro discreto: emissione e assorbimento di luce da parte di atomi stato fondamentale stati eccitati 4. Lo spettro discreto: emissione e assorbimento di luce da parte di atomi Accanto allo spettro continuo che i corpi emettono in ragione del loro stato termico, si osservano spettri discreti che sono caratteristici

Dettagli

LA RIVOLUZIONE QUANTISTICA

LA RIVOLUZIONE QUANTISTICA LA RIVOLUZIONE QUANTISTICA Franco Prati Università dell Insubria - Como NINDA URUK Il pane dei Sumeri Ricerca scientifica ed epistemologia 5 dicembre 2012 Congresso Internazionale dei Fisici in onore di

Dettagli

Lezione n. 19. L equazione. di Schrodinger L atomo. di idrogeno Orbitali atomici. 02/03/2008 Antonino Polimeno 1

Lezione n. 19. L equazione. di Schrodinger L atomo. di idrogeno Orbitali atomici. 02/03/2008 Antonino Polimeno 1 Chimica Fisica - Chimica e Tecnologia Farmaceutiche Lezione n. 19 L equazione di Schrodinger L atomo di idrogeno Orbitali atomici 02/03/2008 Antonino Polimeno 1 Dai modelli primitivi alla meccanica quantistica

Dettagli

La struttura dell atomo

La struttura dell atomo La struttura dell atomo Modello atomico di Rutherford Ernest Rutherford (1871 1937) Nobel per la Chimica 1908 Gli atomi sono costituiti da nuclei estremamente piccoli come sede della massa dell atomo e

Dettagli

Lezione n. 13. Radiazione elettromagnetica Il modello di Bohr Lo spettro dell atomo. di idrogeno. Antonino Polimeno 1

Lezione n. 13. Radiazione elettromagnetica Il modello di Bohr Lo spettro dell atomo. di idrogeno. Antonino Polimeno 1 Chimica Fisica Biotecnologie sanitarie Lezione n. 13 Radiazione elettromagnetica Il modello di Bohr Lo spettro dell atomo di idrogeno Antonino Polimeno 1 Radiazione elettromagnetica (1) - Rappresentazione

Dettagli

La teoria atomistica

La teoria atomistica La teoria atomistica Joseph John Thomson Fisico britannico È noto per aver scoperto nel 1897 la particella di carica negativa: l'elettrone Ebbe come studente Rutherford Vinse il Nobel per la fisica nel

Dettagli