INTERAZIONE

ATOMI – ENERGIA RADIANTE

SPETTRI ATOMICI DI

ASSORBIMENTO ED EMISSIONE

PARTIAMO DALL’ATOMO PIU’ SEMPLICE, L’IDROGENO SIMBOLO H………………

Spettro di emissione di H

Spettro di assorbimento di H

Continuo

gas caldo

gas freddo

Relazioni fondamentali della meccanica quantisticaL’energia radiante è discontinua

E =h il quanto = pacchetto discreto di energia

costante di Planck h= 6,63 x 10-34 J x s

Il fotone è visto come un corpuscolo E =h =mc2

massa relativistica

La materia in certe condizioni manifesta proprietà ondulatorie

Un corpo di massa m e velocità v genera un’onda di materia

E =mv2 =h =h /mv

L’atomo e la luce

ANCHE ALL’INTERNO DELL’ATOMO VALE LA QUANTIZZAZIONE……………………………..

Il modello di Bohr dell’atomo d’idrogeno

Spettro atomico di H

Il modello di Bohr dell’atomo d’idrogeno

Grafico quantitativo dei livelli di H in eV

L’introduzione di n, numero quantico principale, è messa in relazione con le orbite permesse e quindi con le energie permesse all’elettrone nell’atomo di idrogeno.

r = 0,53 Å x n2

En = -13,6 eV x (1/n2)

n = 1 STATO FONDAMENTALE n = 2 STATO ECCITATO n = STATO DI RIFERIMENTO DI E =0 ovvero ELETTRONE TOTALMENTE SEPARATO DAL NUCLEO vedi effetto fotoelettrico Introduciamo il concetto di energia di legame elettrone-nucleo Energia di ionizzazione IP : n =1 n = H (g) + IPH H+ (g) + e- ma anche IP : n =m n = X (g) + IPX X+ (g) + e-

Generalizziamo………………………….

La materia in certe condizioni manifesta proprietà ondulatorie

Un corpo di massa m e velocità v genera un’onda di materia =h/mv

Anche l’elettrone in movimento si porta dietro un’onda di materia

Dato un elettrone che viaggia alla velocità di 5,97 x 106 m / s che genera ?

= 6,63 x 10 –34 J s x 103 g m2 s-2 J-1 / 9,11 x 10 –

28 g) x 5,97 x 10 –6 m s-1 = 1,22 x 10 –10 m = 0,122 nm

 ordine di grandezza raggi X

L’onda associata all’elettrone non può che essere un’onda stazionaria, tipo corda di violino corrispondente a un orbita intorno al nucleo, e la sua lunghezza d’onda deve essere contenuta nell’orbita un numero intero di volte: 2r = n Sulla base di tutto questo, Schroedinger propose di rappresentare l'energia di un elettrone associato a un nucleo mediante un’equazione che tenesse conto delle proprietà ondulatorie della materia.

L’equazione di Schroedinger

e la sua soluzione detta funzione d’onda

The Atomic Orbitals for the Hydrogen Atom

En n l m Symbol for orbital

-K 1 0 0 1s

2 0 0 2s

2 1 1 2p+1

2 1 0 2p0 px, py, pz

2 1 -1 2p-1

3 0 0 3s

3 1 1 3p+1

3 1 0 3p0 px, py, pz

3 1 -1 3p-1

3 2 2 3d+2

3 2 1 3d+1 |

3 2 0 3d0

3 2 -1 3d-1 |

3 2 -2 3d-2