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Sezione C
L’atomo da Dalton a Bohr
38
4.2 Gli scambi di energia
Il
secondo postulato
di Bohr afferma che:
l’energia assorbita da un elettrone ne provoca il passaggio (transizione) dall’orbita
in cui si trova normalmente,
orbita fondamentale
, a una delle orbite di energia
quantizzata maggiore;
in queste orbite, dove l’elettrone si trova in uno stato detto
eccitato
, esso rimane
per un intervallo di tempo brevissimo (10
-
9
s), per poi tornare allo stato energetico
fondamentale.
In pratica, nell’atomo di Bohr, l’elettrone occupa una ben definita orbita, che
è la sua orbita fondamentale (
Figura 13
). Quando riceve energia dall’esterno,
passa a una delle orbite di energia superiore
1
in base alla quantità di energia
che ha assorbito. Dopo un tempo brevissimo, l’elettrone torna nella sua orbita
fondamentale ed emette un fotone, la cui energia corrisponde esattamente
alla differenza tra l’energia dell’orbita occupata nello stato eccitato e quella
dell’orbita fondamentale
2
3
.
A ogni differenza di energia tra le orbite corrisponde una diversa fre-
quenza di emissione, e quindi una riga del relativo spettro, secondo la
relazione:
h
n =
E
ecc
-
E
fond
Ricorrendo all’espressione dell’energia utilizzata da Bohr per le orbite, la re-
lazione diviene:
h
K
n
n
⋅ = ⋅
−
ν
1 1
fond
2
ecc
2
In altre parole, un atomo di idrogeno eccitato, quando torna al suo sta-
to fondamentale, non lo può fare liberando un fotone di una frequenza
qualsiasi. Potrà soltanto essere emesso un fotone la cui energia sia esat-
tamente uguale alla differenza tra quelle dei due stati tra i quali avviene
la transizione.
I valori trovati sperimentalmente per le righe di emissione avevano mostrato
l’esistenza di sette livelli energetici, via via più vicini tra loro, indicati secon-
Figura 13
Nell’atomo di Bohr gli elettroni
passano da un’orbita all’altra
assorbendo o emettendo precisi
quantitativi di energia.
effetto fotoelettrico
photoelectric effect
fotoni
photons
dualismo onda-corpuscolo
wave-particle dualism
spettro di emissione
emission spectrum
spettro di assorbimento
absorption spectrum
numero quantico
principale
principal quantum
number
orbita fondamentale
fundamental orbit
stato eccitato
excited state
Words for Chemistry
+
+
+
E
3
E
3
E
2
E
2
E
1
E
1
2
3
E
energia
h
n
=
E
2
-
E
1
h
n
’
=
E
3
-
E
1
1
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?
5.
Una delle righe di emissione
dell’idrogeno è a 121,6 nm
ed è dovuta al salto dell’elet-
trone da un’orbita di ener-
gia superiore alla sua orbita
fondamentale. Utilizzando
le formule di Bohr illustrate
nella scheda di approfondi-
mento, calcola qual è l’orbi-
ta di partenza dell’elettrone.
6.
Qual è la frequenza del fo-
tone emesso quando l’elet-
trone passa dalla quarta alla
prima orbita?
030-055_U08_C2_VERDE UMANISTICI.indd 38
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