Atomo

ATOMO
Democrito  IV secolo A.C.
Lavoisier  Legge della conservazione della massa
Proust 
Legge delle proporzioni definite
Dalton 
(1808) Teoria atomica
Gay-Lussac  volumi di gas reagiscono secondo rapporti interi
e semplici
Avogadro  Volumi uguali di gas contengono un ugual
numero di MOLECOLE (NA)
Cannizzaro  Determinazione dei PESI MOLECOLARI
da densità relative dei gas
e poi dei  PESI ATOMICI
Esperimento di Thomson
Elettroni
Protoni
Neutroni
Esperimento di Rutherford
ATOMO
Raggio  10-10 m = 1Å
FORZE
NUCLEARI
NUCLEO (+)
ATOMO
FORZE
ELETTROSTATICHE
ELETTRONI (-)
CARICA
PROTONE
+1,6 x 10-19 C (+e)
NEUTRONE
0
ELETTRONE -1,6 x 10-19 C (-e)
PROTONI (+)
MASSA (g)
1,673 x10-24
1,673 x10-24
9,11 x10-28
N. ELETTRONI = N. PROTONI
N. PROTONI N. ATOMICO (Z)
N. PROTONI + N. NEUTRONI  N.DI MASSA (A)
NEUTRONI
UGUALE N. ATOMICO
A
12
Z
6
1H
2H
C
=D
13
6
14
C
3H
6
=T
C
ISOTOPI
DIVERSO N. DI MASSA
16O
17O
% 99,762
0,038
abbondanza 0,99762 0,00038
isotopica relativa
Unità di massa atomica (u.m.a.)= 1/12 della massa del 12C
1 u.m.a. = 1,661x10-24 g
PESO ATOMICO =
MASSA DELL’ ATOMO A
1/12 DELLA MASSA DI 12C
MISCELA ISOTOPICA
PESO ATOMICO di un elemento = media pesata
con abbondanza isotopica relativa
PAO= PA16Ox%16O+ PA17Ox%17O+ PA18Ox%18O
100
18O
0,20
0,0020
Modelli atomici
e-
Atomo di Rutherford (modello planetario)
Gli elettroni si muovono intorno al nucleo
secondo orbite circolari
+n
Problema: per le leggi della fisica questo
sistema è instabile!
L’elettrone dovrebbe emettere energia sotto
forma di radiazione elettromagnetica e
ricadere sul nucleo
Atomo di Bohr:
La distanza dell’elettrone dal nucleo
L’energia dell’elettrone
Sono quantizzate
Non possono variare con continuità ma solo assumere alcuni valori
RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA: Campo elettromagnetico oscillante
che si propaga alla velocità della luce c = 3,0 x108 m/s nel vuoto
ONDA
RADIAZIONE
ELETTROMAGNETICA
1 pm
raggi 
1 mm
1 nm
raggi X
 crescente
1 mm
1m
UV
 crescente
400 nm
IR
micro
onde
visibile
780 nm
onde radio
CORPUSCOLO
= FOTONE
= lunghezza d’onda
= frequenza (Hz)
=c a

E = h . = h.c

h = costante di Planck
1 mm = 10-3 m
1 mm = 10-6 m
1 nm = 10-9 m
Assorbimento
Stato fondamentale:
Livello energetico più basso
h
E
Stati eccitati:
Livelli ad energia superiore
E
h
Emissione
Assorbimento: l’elettrone passa ad
uno stato eccitato (E>0)
Emissione: l’elettrone torna allo
stato fondamentale (E<0)
n = numero quantico n=1, 2, 3,…..
MECCANICA QUANTISTICA
DE BROGLIE 
DUPLICE NATURA (CORPUSCOLARE e ONDULATORIA) della MATERIA
ONDA
FOTONE
PARTICELLA
ELETTRONE
PARTICELLA
ONDA
HEISENBERG  PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE
e-
Meccanica CLASSICA  ORBITA
Meccanica QUANTISTICA  ORBITALE
n2 orbitali
n =1
n =2
n =3
n =4
su ogni orbitale 2 elettroni a spin opposto
1 orbitale
4 orbitali
9 orbitali
16 orbitali
2 elettroni
8 elettroni
18 elettroni
32 elettroni
s
p
d
f
forma
sferica
2 lobi
4 lobi
8 lobi
n.
1
3
5
7
n =1
1 orbitale
1s
1s
2s, 2p
3s, 3p, 3d
4s, 4p, 4d, 4f
Orbitali s
1s
2s
n =2
4 orb = 2s (1) 2p (3)
Orbitali p
z
2s
z
y
y
y
x
x
x
9 orbitali
3s (1)
3p (3)
3d (5)
pz
py
px
y
n =3
z
z
z
x
y
x
dyz
dxz
dxy
z
y
y
x
x
dx2-y2
n =4
16 orbitali
32 elettroni
4s (1), 4p (3) , 4d (5), 4f (7)
dz2
ATOMI POLIELETTRONICI
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f< 5d<6p<7s<5f
RIEMPIMENTO DEGLI ORBITALI
-Principio di Aufbau
-Principio di esclusione di Pauli
-Principio della massima molteplicità
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f< 5d<6p<7s<5f
1s
Z
I periodo
1
H
1s1
2
He
1s2
III periodo
II periodo
2s
Z
2p
Z
3s
3 Li
[He] 2s1
11 Na
[Ne] 3s1
4 Be
[He] 2s2
12 Mg
[Ne] 3s2
5 B
[He] 2s22p1
13 Al
[Ne] 3s23p1
6 C
[He] 2s22p2
14 Si
[Ne] 3s23p2
7 N
[He] 2s22p3
15 P
[Ne] 3s23p3
8 O
[He] 2s22p4
16 S
[Ne] 3s23p4
9 F
[He] 2s22p5
17 Cl
[Ne] 3s23p5
10 Ne
[He] 2s22p6
18 Ar
[Ne] 3s23p6
3p
I
s1
II
III IV V VI VII VIII
s2p
s2
Riempimento orbitali d
Riempimento orbitali f
s2p3
s2p5 s2p6
s2p2
s2p4
PROPRIETA’ PERIODICHE DEGLI ELEMENTI
POTENZIALE DI IONIZZAZIONE
I
M(g) + I1  M+(g) + e-
I1 potenziale di prima ionizzazione
M+ ione (catione) monovalente
M+(g) + I2  M2+(g) + e-
I2 potenziale di seconda ionizzazione
M 2 + catione bivalente
AFFINITA’ ELETTRONICA
Ae
X(g) + e-  X-(g) + Ae
Ae negativa
X- anione
METALLI
I basso
Ae bassa
NON METALLI
I alto
Ae alta (fortemente negativa)
I cresce al crescere del gruppo
decresce al crescere del periodo
Ae cresce (diventa più negativa) al crescere del gruppo
decresce al crescere del periodo
ELETTRONEGATIVITA’
Proprietà fisiche
Proprietà chimiche