EVOLUZIONE DEL MODELLO ATOMICO
DALTON (1808)
Democrito vissuto tra il 400 e 300 a.C.
pensa che le cose siano aggregati di parti
indivisibili (“atomi”), eterne, immutabili,
senza parti o moto al loro interno e di
numero infinito.
Leggi di Lavoisier (1775)
THOMSON (1904)
RUTHERFORD (1911)
Greci (VII sec. A.C.)
Teoria di Maxwell (1873):
La luce è costituita da radiazioni
elettromagnetiche
Strofinando un oggetto di ambra o ebanite
con un panno di lana, questo acquisiva la
capacità di attirare a sé corpuscoli leggeri
Tubi di Crookes (1860)
Una carica elettrica oscillante produce un
campo elettrico e magnetico tra loro
perpendicolari, che si propagano in forma di
onde
Lo spettro elettromagnetico è la disposizione
ordinata di una serie di lunghezze d’onda.
BOHR (1913)
SCHRODINGER (≈1930)
Spettro continuo:
L'ipotesi di de Broglie (1924) afferma
quando la luce bianca solare passa
che ai corpi materiali, e in particolare
attraverso un prisma ottico si scompone
alle particelle, sono associate le
in uno spettro continuo formato da
proprietà fisiche tipiche delle onde.
tante radiazioni colorate che vanno dal
,
viola (λ = 400 nm) al rosso (λ = 750 nm)
(dispersione della luce).
Equazione di Schrödinger (1926)
La massa di un sistema chiuso reattivo si
conserva (conservazione della massa)
Legge di Proust (1799)
Leggi delle proporzioni definite e costanti
In un composto chimico gli elementi che
lo costituiscono sono sempre presenti in
rapporti in massa costanti e definiti
Teoria atomica di Dalton (1800)
1. Tutta la materia è fatta da particelle
microscopiche indistruttibili e indivisibili
chiamate atomi.
Permisero ricerche sulla conduzione
dell'elettricità nei gas a bassa pressione.
Scoperta dell’elettrone (1904)
-6
A pressioni di circa 10 atm i raggi catodici
tracciavano una scia luminosa, erano deviati
dall’attrazione esercitata dal magnete,
colpivano le palette di una ruota e urtavano
la parete opposta.
I raggi catodici erano costituiti da singole
particelle, di cui Thomson stimò in maniera
accurata la carica e la massa.
Scoperta protone (Rutherford 1919)
Scoperta raggi anodici o canale (Goldstein
1866)
Spettri atomici:
Una sostanza gassosa riscaldata a bassa
Esiste relazione di proporzionalità inversa tra
pressione emette uno spettro
2
la lunghezza d’onda e la frequenza della
discontinuo caratteristico per numero di il quadrato ψ è legato alla densità di
radiazione. Il loro prodotto è la velocità
probabilità di trovare l'elettrone in
righe, lunghezza d’onda e frequenza,
dell’onda pari a quella della luce
una
qualsiasi zona di spazio attorno
dipendente esclusivamente dalla natura
al nucleo dell'atomo
chimica del materiale emittente
Principio di indeterminazione di
Becquerel scopre la radioattività (1896):
Hisenberg (1927)
insieme dei fenomeni di emissione
spontanea di radiazioni α (poco penetranti,
+2
costituite da ioni He ), β (poco penetranti,
costituite da elettroni molto veloci) e γ
Ipotesi di Bohr
(dotate di alta energia, apparentemente
Bohr, che a quel tempo lavorava con
prive di massa, molto penetranti ed
Rutherford, propose un modello che,
elettricamente neutre) da parte di alcuni
applicando all'atomo di Rutherford la
atomi quali, ad esempio l’uranio
E’ impossibile determinare con
quantizzazione dell'energia introdotta
esattezza e simultaneamente la
da Planck, riusciva a giustificare lo
posizione e la velocità di un elettrone
spettro dell'idrogeno.
( e più in generale di una particella)
E’ la più famosa applicazione della
La configurazione elettronica:
quantizzazione dell'energia.
disposizione degli elettroni
legati attorno ai nuclei di uno o
più atomi
5.
2. Tutti gli atomi di uno stesso elemento
sono identici e hanno uguale massa.
3. Gli atomi di un elemento non possono
essere convertiti in atomi di altri
elementi.
4. Gli atomi di un elemento si
combinano, per formare un composto,
solamente con numeri interi di atomi di
altri elementi.
Gli atomi non possono essere né creati né
distrutti, ma si trasferiscono interi da un
composto ad un altro.
Legge di combinazione dei volumi (1808)
Louis Gay Lussac
1H 2 ( g ) 1Cl2 ( g ) 2HCl ( g )
Esperimento di Rutherford
I raggi anodici venivano prodotti nei buchi
(canali) del catodo e viaggiavano in direzione
opposta a quella dei raggi catodici. Si
immaginò che i raggi catodici potessero
colpire nel loro cammino le molecole di gas
strappando loro uno o più elettroni.
Scoperta neutrone (Chadwick 1932)
Ipotizzò che il potere penetrante di una
“strana radiazione” consistesse in particelle
neutre dotate di massa
approssimativamente uguale a quella dei
protoni
”L’interazione delle sostanze gassose ha
luogo sempre nei rapporti più semplici…”
Quando due sostanze gassose si
combinano tra loro per dare origine a
una nuova sostanza gassosa, i volumi
delle sostanze reagenti e prodotte
stanno tra loro secondo rapporti
esprimibili con numeri interi, razionali e
semplici.
Legge di Avogadro (1811)
Volumi uguali di gas diversi, alla stessa
temperatura e pressione, contengono lo
stesso numero di molecole
Cannizzaro (1854)
Karlsruhe (primo congresso
internazionale dei chimici)
a partire dalla legge di Avogadro, indicò
la via per risolvere il problema della
determinazione delle masse degli atomi
e delle molecole
Un fascio di particelle alfa venne lanciato da
una sorgente radioattiva contro una
sottilissima lamina d’oro. Uno schermo
fluorescente venne posizionato tutt’intorno
alla lamina d’oro, in modo da evidenziare
l’arrivo di ogni particella alfa.
Alcune particelle (1/8000) venivano riflesse
ad angoli anche maggiori di 90°. Questo era
un evento completamente imprevisto.
“Fu allora che ebbi l'idea di un atomo con un
piccolissimo centro massiccio e carico”
Planck (1900)
Scopre la quantizzazione dell’energia nel
mondo atomico e molecolare
1° postulato:
l'energia di un elettrone dipende solo dal
La tavola periodica degli elementi
valore del numero quantico principale n
TPE è lo schema con cui sono ordinati
2° postulato:
gli elementi chimici sulla base del
l'atomo irraggia energia quando un
loro
numero atomico Z e del numero
elettrone effettua una transizione da
di elettroni presenti negli orbitali
uno stato stazionario ad un altro. La
atomici s, p, d e f.
frequenza ν della radiazione è:
Esperimento delle due fenditure (con
luce 1801 Young, con elettroni Tubinga
1961, con molecole 1999)
7
Moosely (1913)
Scopre che tutti gli atomi di un elemento
della TPE hanno lo stesso numero di protoni
Z. Venne proposto un nuovo principio
ordinatore degli elementi nella TPE.
Due isotopi hanno quindi lo stesso numero
di protoni (cioè lo stesso numero atomico)
ma diverso numero di neutroni
L'energia associata a una radiazione
elettromagnetica è trasmessa in pacchetti
discreti chiamati quanti, ciascuno dei quali è
associato a un singolo fotone. L’energia E del
fotone dipende dalla frequenza ν della
radiazione secondo la relazione:
Einstein (1905)
spiega l’effetto fotoelettrico
l'elettrone può uscire dal metallo solo se
l'energia del fotone è almeno uguale al
“lavoro di estrazione”
Dualismo onda-particella della radiazione
elettromagnetica
Conferma il comportamento duale delle
particelle microscopiche.
Sulla lastra si formano singoli punti
luminosi indicativi di un comportamento
corpuscolare ma che poi, aumentando il
numero delle particelle emesse, vanno
ad evidenziare le frange di interferenza
tipiche del comportamento ondulatorio.
Dmitrij Mendeleev (1869)
pubblica la sua prima tavola periodica in
cui gli elementi erano ordinati in righe e
colonne e in ordine di peso atomico;
una nuova riga cominciava quando le
caratteristiche degli elementi
cominciavano a ripetersi.
Alcuni spazi vuoti gli fecero ipotizzare
l’esistenza di elementi non ancora
scoperti.
gruppi (o famiglie)
elementi che si trovano sulla stessa
colonna della TP; hanno la stessa
configurazione elettronica esterna e
caratteristiche chimiche simili
periodi
elementi che si trovano sulla stessa
riga della TP; procedendo verso destra
Z aumenta di 1 unità ogni casella;
presentano stesso n (numero quantico
principale); ogni periodo incomincia
con un elemento il cui atomo ha come
configurazione elettronica esterna un
elettrone di tipo ns e finisce con la
configurazione np
blocchi
diverse regioni TP secondo il
sottoguscio in cui risiede l'"ultimo"
elettrone
Proprietà periodiche
caratteristiche degli elementi chimici
che variano periodicamente
