La struttura dell'atomo

L'atomo di idrogeno secondo Bohr si basa su 5 assunzioni:

1. l'elettrone percorre soltanto determinate orbite circolari, dette orbite stazionarie, senza assorbire o emettere energia;

2. all’elettrone sono permesse solo certe orbite, cui corrispondono determinati valori di energia, quindi le orbite sono quantizzate;

3. per passare da un'orbita a un'altra di livello energetico più elevato, l’elettrone assorbe un quanto di energia fornito, per esempio, sotto forma di calore (salto quantico);

4. quando un elettrone “cade” su un livello di energia inferiore, emette un fotone di opportuna frequenza;

5. l'energia del fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di energia tra le due orbite.

Chiamiamo stato fondamentale il livello energetico più basso, chiamiamo stati eccitati i livelli di energia superiori.

PSI (funzione d’onda)

Il quadrato della funzione d'onda ( 2 ) fornisce la probabilità che un elettrone si trovi, durante l'intervallo di tempo t, in un volume v il cui centro ha coordinate x, y, z.

Un numero quantico

Il numero quantico è un numero che specifica il valore di una proprietà dell'elettrone e contribuisce a definire lo stato quantico dell'elettrone stesso.

Orbitale

L'orbitale è una funzione d'onda elettronica caratterizzata da una particolare terna di valori di numeri quantici n, l, m; e ciascuna terna corrisponde un particolare stato quantico dell'elettrone.

NUMERO QUANTICO PRINCIPALE (n)

Il numero quantico “n” definisce l'energia dell'elettrone e può assumere soltanto valori interi positivi, escluso lo zero.

NUMERO QUANTICO SECONDARIO (l)

Il numero quantico “l” può assumere tutti i valori interi compresi tra 0 e n -1. Determina le caratteristiche geometriche della funzione di distribuzione della probabilità. Il valore di “l” definisce il sottolivello energetico a cui appartiene quel certo orbitale.

0 1 2 3 (valori di l)

s p d f (sott. energetico)

NUMERO QUANTICO MAGNETICO (m)

Il numero quantico “m” determina le proprietà dell'atomo quando è sottoposto a un campo magnetico esterno. Può assumere valori compresi tra - “l” e + “l” incluso lo zero.

SPIN

È una proprietà intrinseca dell'elettrone che si manifesta quando l'elettrone, sottoposto all'azione di un campo magnetico esterno disomogeneo, assume due diversi stati energetici. +1/2 o -1/2

Principio di esclusione di Pauli

Un orbitale può descrivere lo stato quantico di due soli elettroni; essi devono avere spin opposto, ovvero antiparallelo.

Configurazione elettronica

La configurazione elettronica di un atomo o di uno ione è l'insieme degli orbitali necessari a descrivere tutti i suoi elettroni.

Per scrivere la configurazione elettronica utilizziamo un particolare procedimento:

Principio di Aufbau

1. Determinare il numero di elettroni dell’atomo.

2. Distribuire gli elettroni negli orbitali in ordine di energia crescente.

3. Se è necessario riorganizzare la configurazione elettronica in base al valore di “n” crescente.

4. Controllare che la somma degli esponenti corrisponda al numero degli elettroni

Regola di Hund

Nella configurazione elettronica più stabile di un atomo, gli elettroni appartenenti a un medesimo sottolivello tendono ad assumere lo stesso spin.