Scheda di Lavoro relativa all'esperienza di laboratorio:
SAGGI ALLA FIAMMA
Scopo dell'esperienza: raccogliere informazioni sulle caratteristiche di alcuni elementi ma in generale di un
qualsiasi atomo, sottoponendo alcune sostanze al calore di una fiamma bunsen.
L’obiettivo comporta l’approfondimento della conoscenza relativa alla natura della materia, alla luce come forma
di energia e alle conseguenti interazioni tra energia e atomi
PREMESSA 1: l’evoluzione del modello atomico da Dalton a Bohr
Secondo la teoria atomica di Dalton (1803) la materia era costituita da particelle piccolissime ed indivisibili
chiamate ………………………… Molti esperimenti condotti alla fine del XIX secolo evidenziarono però che
l’atomo era costituito da particelle più piccole che risultavano essere di tre tipi: ……………………,
……………………….., ………………………….
..………………. propose per l’atomo un modello diffuso, con la carica positiva che occupava come una nube tutto
il suo volume e gli ………………… dispersi nell’atomo in posizioni regolari.
+
- + + +
+
+ - - +
+
…………
…
Thomson
…………
….
Bohr
L’esperimento cruciale effettuato da Rutherford nel 1909 lo portò a concludere che l’atomo era composto da un
……………… centrale in cui erano concentratee tutta la carica positiva/negativa e la ……………….. dell’atomo. I
leggerissimi ………………. occupavano lo spazio vuoto intorno al nucleo. Questa teoria non forniva però alcun
dettaglio sul <<come>> gli elettroni fossero disposti attorno al nucleo.
Il modello dell’atomo di idrogeno di ………. (1913) permise di giustificare lo spettro a …………………
dell’elemento: l’unico elettrone percorreva solo determinate orbite circolari, con determinate energie e a
determinate distanze dal nucleo. Le orbite erano continue e infinite/quantizzate, cioè separate l’una dall’altra e si
potevano contare.
PREMESSA 2: cos’è la luce
Per luce si intendono le radiazioni luminose che possono essere rilevate dall’occhio umano. La luce visibile
rappresenta solo una piccola parte dello spettro delle onde elettromagnetiche. Radiazioni del tutto analoghe a quelle
visibili possono infatti impressionare una lastra fotografica (come i raggi …..), oppure cuocere un uovo (come i
raggi …) o semplicemente riscaldare un alimento (come le ………………………………….). Lo
……………………………………… comprende anche le onde radio, ………………, ……………………………..
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Alcuni importanti fenomeni, come l’………………………e la ………………………….., possono essere
interpretati agevolmente considerando la luce come una radiazione elettromagnetica rappresentata graficamente per
mezzo di onde (interpretazione ondulatoria). Ciascuna radiazione è caratterizzata da:
a) una ………………………….., λ, che si misura in ………………, e che rappresenta
……………………………………..;
b) una frequenza ,……, le cui unità sono
……………, che misura
……………………………………………..;
c) una velocità c=…… ·…....Altri comportamenti della luce possono essere
spiegati considerandola come un insieme di particelle luminose dette fotoni. Ciascun fotone ha un’energia che è
…………………………. alla frequenza della radiazione secondo l’equazione formulata da Planck: E=h·ν. Questa
interpretazione corpuscolare della luce permise di spiegare ..……………………………..
PREMESSA 3: interazioni tra materia ed energia
In un esperimento spettroscopico le radiazioni emesse da una
sostanza esposta alla fiamma vengono fatte passare attraverso
una …………………………, disperse da un …………………..
e poi raccolte su di uno schermo, in modo da valutare la ν/λ/ν
delle radiazioni che si presentano come righe nello spettro. Lo
spettro viene a costituire allora una specie di fotografia delle
radiazioni emesse e quindi delle sostanze analizzate.
Materiali:………………………………………………................................................................................................
…………………………………………………………………………………………………………………………
Procedimento:………………………………………………........................................................................................
.........................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................
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Raccogli le tue informazioni e osservazioni sperimentali nella seguente tabella:
ELEMENTO
OSSERVAZIONI
litio (Li)
Conclusioni:
Alcuni Sali di metalli ………………… e …………………………………, portati in soluzione con HCl e
trasformati in corrispondenti cloruri molto …………………….., vengono atomizzati e poi eccitati/ionizzati dal
calore della fiamma bunsen. In particolare gli
elettroni, a seguito dell’assorbimento di
………….., si portano su livelli
fondamentali/eccitati nei quali hanno però
tempi di permanenza brevissimi: rapidamente si
riportano allo stato ………………….
emettendo la stessa quantità di energia assorbita
sottoforma di ………………… con frequenze
caratteristiche.
La discontinuità dello spettro è determinata così dalla ………………………….. dell’energia all’interno
dell’atomo, per cui gli elettroni possono occupare solo determinate orbite attorno al nucleo a distanze ben definite
per ogni composto/elemento.
Il perfezionamento del modello atomico prevede che gli elettroni si
distribuiscano attorno al nucleo in famiglie caratterizzate da valori
quasi uguali di ……………………, sempre dipendenti dalla distanza
dal nucleo. L’atomo può essere quindi immaginato come una particella
di forma sferica nel cui centro c’è il nucleo, carico
………………………, attorno ad esso, disposti a strati concentrici, gli
elettroni creano degli addensamenti (nuvole di carica negativa),
denominati ……………………..
Soluzioni: premessa 1: atomi, elettroni, protoni, neutroni, Thomson, elettroni, nucleo, positiva, massa, elettroni, Bohr, righe,
quantizzate; premessa 2: X,IR,microonde,spettro EM, raggi gamma, raggi UV, …, interferenza, diffrazione; a) lunghezza
d’onda, metri, distanza tra due massimi consecutivi, b)
, proporzionale, l’effetto fotoelettrico; premessa 3:
fenditura, prisma; conclusioni: alcalini e alcalino-terrosi, volatili, eccitati, calore, eccitati, fondamentale, radiazione,
quantizzazione, elemento, energia, positivamente, gusci
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