Lezione 2 - L'atomo

Introduzione

• Argomenti trattati:
  • Modelli atomici (Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr)
  • Particelle subatomiche
  • Numero e massa atomica
  • Atomi, ioni e isotopi
  • Concetti di fisica quantistica
  • Orbitali e configurazione elettronica

Modello Atomico di Dalton (1808)

• La materia è composta da particelle piccolissime e indivisibili chiamate atomi.
• Caratteristiche degli atomi:
  • Atomi dello stesso elemento sono uguali.
  • Atomi sono indistruttibili.
  • Atomi diversi hanno masse e caratteristiche diverse.
  • Atomi possono combinarsi per formare molecole.

Reazioni Chimiche

• In una reazione chimica:
  • Sostanze reagenti formano prodotti.
  • Il numero totale di particelle non varia.
  • Esempio: HCl + NaOH -> NaCl + H2O

Modello Atomico di Thomson (1904)

• Proposta di un modello atomico con particelle positive e negative distribuite omogeneamente (modello del panettone).

Esperimento di Rutherford

• Scoperta che gli atomi consistono principalmente di spazio vuoto, con un nucleo centrale molto piccolo e carico positivamente.
• Nucleo contiene:
  • Protoni (carica positiva)
  • Neutroni (senza carica)

Modello di Bohr (1913)

• Gli elettroni orbitano attorno al nucleo come pianeti.
• Concetto di stati eccitati e salto quantico degli elettroni.

Concetti di Massa e Numero Atomico

• Numero atomico: numero di protoni in un atomo.
• Massa atomica: numero di protoni + neutroni.
• Isotopi: atomi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni.

Ioni

• Cationi: atomi con un eccesso di protoni.
• Anioni: atomi con un eccesso di elettroni.

Doppia Natura della Luce

• Luce si comporta sia come particella (fotone) che come onda.
• Effetto fotoelettrico: energia luminosa può ionizzare atomi.

Orbitali e Funzione d'Onda

• Elettroni come onde: si muovono in spazi probabilistici (orbitali).
• Numeri quantici:
  • Numero quantico principale (n): livello energetico.
  • Numero quantico angolare (l): forma dell'orbitale.
  • Numero quantico magnetico (m): orientamento dell'orbitale.
  • Spin: direzione di rotazione dell'elettrone.

Configurazione Elettronica

• Elettroni riempiono orbitali seguendo uno schema stabilito.
• Importanza della configurazione elettronica per la chimica degli atomi.

Esercizi e Pratica

• Utilizzo della tavola periodica per determinare la configurazione elettronica degli atomi.

Conclusione

• La comprensione della struttura atomica è fondamentale per la chimica e la fisica quantistica.
• Prossima lezione sulla tavola periodica.