Unit D Lezione 3 La moderna teoria atomica

Unità D Lezione 3 La moderna teoria atomica Ø Quale modello utilizzano gli scienziati per descrivere il comportamento degli elettroni negli atomi? Ø Qual è la configurazione più stabile in un atomo?

L’IDEA CENTRALE Che cosa produce i diversi colori nei fuochi d’artificio? Alcuni composti, quando vengono riscaldati, emettono una luce di un determinato colore: rossa per i composti dello stronzio, verde per quelli del bario, giallo per quelli del sodio e così via Quando gli atomi assorbono energia può verificarsi un aumento dell’energia cinetica o un passaggio di stato Oppure l’energia può essere assorbita dagli atomi e poi rilasciata sotto forma di luce Unità D: 3 La moderna teoria atomica 2

1 Il modello atomico di Bohr I livelli energetici Nel modello di Bohr gli elettroni si muovono a velocità costante attorno al nucleo, occupando orbite fisse, come pianeti attorno al Sole Ciascun elettrone possiede una specifica quantità di energia, detta livello energetico 1 Un elettrone in un atomo si può muovere da un livello energetico a un altro quando l’atomo assorbe o cede una quantità di energia pari alla differenza tra i livelli stessi Unità D: 3 La moderna teoria atomica 3

1 Il modello atomico di Bohr Unità D: 3 La moderna teoria atomica 4

2 Gli orbitali atomici Oggi sappiamo che un elettrone non si muove su un’orbita come un pianeta, ma possiamo prevedere la sua posizione e il suo movimento solo in termini probabilistici Un orbitale è una regione di spazio attorno al nucleo in cui è maggiore la possibilità di trovare un elettrone 2 Gli elettroni occupano – – prima gli orbitali dei livelli energetici più bassi quando questi hanno esaurito la propria capienza (ogni orbitale può ospitare due elettroni), quelli a energia superiore Unità D: 3 La moderna teoria atomica 5

2 Gli orbitali atomici I diversi orbitali sono indicati da – numeri interi, che ne descrivono il livello energetico – lettere (s, p, d, f) che ne descrivono forma e orientamento nello spazio Con il crescere del livello energetico, aumenta il numero di orbitali e di conseguenza il numero di elettroni ospitati Il numero di elettroni che trovano posto in ogni livello è numero elettroni = 2 · (n livello energetico)2 Unità D: 3 La moderna teoria atomica 6

2 Gli orbitali atomici Unità D: 3 La moderna teoria atomica 7

2 Gli orbitali atomici Unità D: 3 La moderna teoria atomica 8

3 La nuvola elettronica rappresenta l’insieme degli orbitali di un atomo ed è più densa nelle regioni dove la probabilità di trovare gli elettroni è più alta Per comprendere il concetto di nuvola elettronica si può pensare all’elica di un aeroplano – – quando l’elica è ferma, possiamo contare il numero di pale e conosciamo la loro posizione quando l’elica è in movimento, non distinguiamo le singole pale, sappiamo solo che stanno girando dove vediamo l’alone Unità D: 3 La moderna teoria atomica 9

3 La nuvola elettronica Unità D: 3 La moderna teoria atomica 10

4 La configurazione elettronica descrive come gli elettroni si sistemano negli orbitali di un atomo partendo da quelli a energia più bassa 3 Lo stato fondamentale è lo stato in cui tutti gli elettroni si trovano al più basso livello possibile di energia 4 5 Lo stato eccitato è lo stato in cui alcuni elettroni si trovano a livelli energetici più alti dello stato fondamentale Unità D: 3 La moderna teoria atomica 11

4 La configurazione elettronica Unità D: 3 La moderna teoria atomica 12

4 La configurazione elettronica Lo stato eccitato è meno stabile di quello fondamentale – l’elettrone dallo stato eccitato ritorna a quello fondamentale “saltando” su un livello energetico più basso ed emettendo energia sotto forma di onde elettromagnetiche L’energia può essere ceduta – in modo radiativo, riemettendo l’energia acquisita sotto forma di luce – in modo non radiativo, principalmente sotto forma di calore Unità D: 3 La moderna teoria atomica 13

4 La configurazione elettronica Unità D: 3 La moderna teoria atomica 14

4 La configurazione elettronica La tecnica del saggio alla fiamma permette di individuare i metalli alcalini, alcalino-terrosi e alcuni tra i metalli di transizione utilizzando la fiamma di un becco Bunsen per scaldare un campione incognito Ogni metallo ha un proprio spettro di emissione che permette di riconoscerlo, ovvero emette una radiazione luminosa caratteristica Si può capire quale elemento è presente nella sostanza, ma non si può determinare in che percentuale Unità D: 3 La moderna teoria atomica 15

4 La configurazione elettronica Unità D: 3 La moderna teoria atomica 16