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Modello atomico di Schrödinger Caratteristiche, postulati
il Il modello atomico di Schrödinger è stato sviluppato da Erwin Schrödinger nel 1926. Questa proposta è conosciuta come il modello quantomeccanico dell'atomo e descrive il comportamento ondulatorio dell'elettrone.
Per questo, l'eccezionale fisico austriaco si basava sull'ipotesi di Broglie, che affermava che ogni particella in movimento è associata a un'onda e può comportarsi come tale.
Schrödinger suggerì che il movimento degli elettroni nell'atomo corrispondesse alla dualità onda-particella e, di conseguenza, gli elettroni potevano essere mobilitati attorno al nucleo come onde stazionarie.
Schrödinger, che nel 1933 ottenne il premio Nobel per i suoi contributi alla teoria atomica, sviluppò l'equazione omonima per calcolare la probabilità che un elettrone si trovi in una posizione specifica.
indice
- 1 Caratteristiche del modello atomico di Schrödinger
- 2 Esperimento
- 2.1 L'esperimento di Young: la prima dimostrazione della dualità onda-particella
- 2.2 L'equazione di Schrödinger
- 3 postulati
- 4 Articoli di interesse
- 5 riferimenti
Caratteristiche del modello atomico di Schrödinger
-Describuisce il movimento degli elettroni come onde stazionarie.
-Gli elettroni si muovono costantemente, cioè non hanno una posizione fissa o definita all'interno dell'atomo.
-Questo modello non predice la posizione dell'elettrone, né descrive il percorso che fa all'interno dell'atomo. Stabilisce solo una zona di probabilità per localizzare l'elettrone.
- Queste aree di probabilità sono chiamate orbitali atomici. Gli orbitali descrivono un movimento di traslazione attorno al nucleo dell'atomo.
-Questi orbitali atomici hanno diversi livelli e sottolivelli di energia e possono essere definiti tra nuvole di elettroni.
-Il modello non contempla la stabilità del nucleo, si riferisce solo alla spiegazione della meccanica quantistica associata al movimento degli elettroni all'interno dell'atomo.
esperimento
Il modello atomico di Schrödinger si basa sull'ipotesi di Broglie e sui precedenti modelli atomici di Bohr e Sommerfeld.
Per questo, Schrödinger ha fatto affidamento sull'esperimento di Young e, basandosi sulle proprie osservazioni, ha sviluppato l'espressione matematica che porta il suo nome.
Seguendo le basi scientifiche di questo modello atomico:
L'esperimento di Young: la prima dimostrazione della dualità onda-particella
L'ipotesi di Broglie sulla natura ondulatoria e corpuscolare della materia può essere dimostrata dal Young Experiment, noto anche come esperimento della doppia fenditura.
Lo scienziato inglese Thomas Young pose le basi del modello atomico di Schrödinger quando nel 1801 condusse l'esperimento per testare la natura ondulatoria della luce.
Durante la sua sperimentazione, Young ha diviso l'emissione di un raggio di luce che attraversa un piccolo foro attraverso una camera di osservazione. Questa divisione è ottenuta attraverso l'uso di una scheda da 0,2 millimetri, posizionata parallelamente al raggio.
Il progetto dell'esperimento è stato realizzato in modo che il fascio di luce fosse più largo della carta, quindi, posizionando la scheda orizzontalmente, il raggio era diviso in due parti approssimativamente uguali. L'uscita dei raggi di luce era diretta da uno specchio.
Entrambi i raggi di luce colpiscono un muro in una stanza buia. C'era evidenza del pattern di interferenza tra le due onde, che mostrava che la luce poteva comportarsi sia come una particella che come un'onda.
Un secolo dopo, Albert Einsten rafforzò l'idea attraverso i principi della meccanica quantistica.
L'equazione di Schrödinger
Schrödinger ha sviluppato due modelli matematici, differenziando ciò che accade a seconda che lo stato quantico cambi nel tempo o meno.
Per l'analisi atomica, Schrödinger pubblicò alla fine del 1926 l'equazione di Schrödinger indipendente dal tempo, che si basa su funzioni d'onda che si comportano come onde stazionarie.
Ciò implica che l'onda non si muove, i suoi nodi, cioè i suoi punti di equilibrio, servono da perno per il resto della struttura per muoversi intorno a loro, descrivendo una certa frequenza e ampiezza.
Schrödinger ha definito le onde che descrivono gli elettroni come stati stazionari o orbitali, e sono associati, a loro volta, a diversi livelli di energia.
L'equazione di Schrödinger indipendente dal tempo è la seguente:
dove:
E: costante di proporzionalità.
Ψ: funzione d'onda del sistema quantistico.
Η ̂: Operatore Hamiltoniano.
L'equazione di Schrödinger indipendente dal tempo viene utilizzata quando l'osservabile che rappresenta l'energia totale del sistema, noto come operatore Hamiltoniano, non dipende dal tempo. Tuttavia, la funzione che descrive il moto ondoso totale dipenderà sempre dal tempo.
L'equazione di Schrödinger indica che se abbiamo una funzione d'onda Ψ e l'operatore Hamiltoniano agisce su di essa, la costante di proporzionalità E rappresenta l'energia totale del sistema quantistico in uno dei suoi stati stazionari.
Applicato al modello atomico di Schrödinger, se l'elettrone si muove in uno spazio definito ci sono valori di energia discreti, e se l'elettrone si muove liberamente nello spazio, ci sono intervalli di energia continui.
Dal punto di vista matematico, ci sono diverse soluzioni per l'equazione di Schrödinger, ogni soluzione implica un valore diverso per la costante di proporzionalità E.
Secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, non è possibile stimare la posizione o l'energia di un elettrone. Di conseguenza, gli scienziati riconoscono che la stima della posizione dell'elettrone all'interno dell'atomo è imprecisa.
postulati
I postulati del modello atomico di Schrödinger sono i seguenti:
-Gli elettroni si comportano come onde stazionarie che sono distribuite nello spazio in base alla funzione d'onda Ψ.
-Gli elettroni si muovono all'interno dell'atomo nel descrivere gli orbitali. Queste sono aree in cui la probabilità di trovare un elettrone è considerevolmente più alta. La probabilità riferita è proporzionale al quadrato della funzione d'onda Ψ2.
La configurazione elettronica del modello atomico di Schrödinguer spiega le proprietà periodiche degli atomi e dei legami che formano.
Tuttavia, il modello atomico di Schrödinger non contempla la rotazione degli elettroni, né considera le variazioni nel comportamento degli elettroni veloci a causa di effetti relativistici.
Articoli di interesse
Modello atomico di Broglie.
Modello atomico di Chadwick.
Modello atomico di Heisenberg.
Modello atomico di Perrin.
Modello atomico di Thomson.
Modello atomico di Dalton.
Modello atomico di Dirac Jordan.
Modello atomico di Democrito.
Modello atomico di Bohr.
riferimenti
- Il modello atomico di Schrodinger (2015). Recuperato da: quimicas.net
- Il modello quantomeccanico dell'atomo Recupero da: en.khanacademy.org
- L'equazione delle onde di Schrödinger (s.f.). Jaime I. Università di Castellón, Spagna. Estratto da: uji.es
- Teoria atomica moderna: modelli (2007). © ABCTE. Estratto da: abcte.org
- Schrodinger's Atomic Model (s.f.). Estratto da: erwinschrodingerbiography.weebly.com
- Wikipedia, l'enciclopedia libera (2018). Equazione di Schrödinger. Estratto da: en.wikipedia.org
- Wikipedia, l'enciclopedia libera (2017). L'esperimento di Young. Estratto da: en.wikipedia.org