Il numero quantico l
l è il numero quantico orbitale ( azimutale o angolare, talvolta detto anche secondario). Può assumere tutti i valori interi < n, compreso lo zero:
l = 0, 1, 2,... n-1
Si può dire anche che il numero quantico azimutale stabilisce quanti sottolivelli sono possibili per i vari livelli: il 1° livello risulta formato da un solo sottolivello; il 2° da due sottolivelli, e così via.
I primi due numeri quantici (n e l), insieme, definiscono il contenuto complessivo di energia che spetta a ciascun orbitale. I diversi valori di l (i diversi sottolivelli) sono indicati spesso con le lettere s, p, d, f, (g, h, ecc.), per ricordare la terminologia usata nella spettroscopia per distinguere le righe spettrali: sottile, principali, diffusa, fondamentale. I sottolivelli a partire dalla lettera g hanno una semplice successione logica alfabetica e anche se teoricamente prevedibili non sono utilizzati.
Il numero quantico l determina la forma dell'orbitale:
ORBITALI
l = 0 identifica l'orbitale s. L'orbitale s ha simmetria sferica.
l = 1 identifica gli orbitali p. Gli orbitali p hanno geometria bilobata. Vi sono tre orbitali p, uno per ogni valore di m, orientati, in un campo magnetico, secondo gli assi cartesiani x, y, z.
l = 2 identifica gli orbitali d. Vi sono cinque orbitali d, uno per ogni valore consentito di m.
l = 3 identifica gli orbitali f. Vi sono sette orbitali f, uno per ogni valore consentito di m.
(Dove m sta per il numero quantico magnetico).
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mercoledì 1 aprile 2009
giovedì 12 marzo 2009
Le tre particelle atomiche
ELETTRONE
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti: me = 9.1 × 10-28 gr
Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe.
La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di J.J. Tompson, ha messo in evidenza per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il raggio del protone è: rp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi(fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e
Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno (ricordiamo che la massa degli elettroni è trascurabile rispetto a quella dei protoni) e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone (dal greco proton, che significa “primo”).
NEUTRONE
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W.Bothe e H Bekher osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfa (nuclei di elio) un bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica (fotoni), ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti: me = 9.1 × 10-28 gr
Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe.
La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di J.J. Tompson, ha messo in evidenza per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il raggio del protone è: rp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi(fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e
Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno (ricordiamo che la massa degli elettroni è trascurabile rispetto a quella dei protoni) e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone (dal greco proton, che significa “primo”).
NEUTRONE
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W.Bothe e H Bekher osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfa (nuclei di elio) un bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica (fotoni), ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.
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