Il Modello atomico di Schrödinger è stato sviluppato da Erwin Schrödinger nel 1926. Questa proposta è nota come il modello meccanico quantistico dell'atomo e descrive il comportamento ondoso dell'elettrone.
Schrödinger ha suggerito che il movimento degli elettroni nell'atomo corrispondeva alla dualità onda-particella e, di conseguenza, gli elettroni potevano muoversi attorno al nucleo come onde stazionarie..
Schrödinger, che è stato insignito del Premio Nobel nel 1933 per i suoi contributi alla teoria atomica, ha sviluppato l'equazione con lo stesso nome per calcolare la probabilità che un elettrone si trovi in una posizione specifica.
Indice articolo
-Descrivi 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 prevede la posizione dell'elettrone, né descrive il percorso che prende all'interno dell'atomo. Basta stabilire 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 di energia e sottolivelli 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..
Il modello atomico di Schrödinger si basa sull'ipotesi di Broglie, nonché sui precedenti modelli atomici di Bohr e Sommerfeld.
Broglie ha proposto che proprio come le onde hanno proprietà delle particelle, le particelle hanno proprietà delle onde, con una lunghezza d'onda associata. Qualcosa che all'epoca generò molte aspettative, essendo lo stesso Albert Einstein sostenitore della sua teoria.
Tuttavia, la teoria di de Broglie aveva un difetto, che era che il significato dell'idea stessa non era ben compreso: un elettrone può essere un'onda, ma di cosa? È allora che la figura di Schrödinger sembra dare una risposta.
Per fare ciò, il fisico austriaco si è basato sull'esperimento di Young e, sulla base delle proprie osservazioni, ha sviluppato l'espressione matematica che porta il suo nome.
Ecco le basi scientifiche di questo modello atomico:
L'ipotesi di de Broglie sulla natura ondulatoria e corpuscolare della materia può essere dimostrata utilizzando l'esperimento di Young, noto anche come esperimento della doppia fenditura..
Lo scienziato inglese Thomas Young pose le basi per il modello atomico di Schrödinger quando nel 1801 eseguì l'esperimento per verificare la natura ondulatoria della luce.
Durante la sua sperimentazione, Young ha suddiviso l'emissione di un fascio di luce che passa attraverso un piccolo foro attraverso una camera di osservazione. Questa divisione si ottiene utilizzando una scheda da 0,2 millimetri, posizionata parallelamente alla trave..
Il progetto dell'esperimento è stato realizzato in modo che il raggio di luce fosse più largo della scheda, quindi, quando si posizionava la scheda orizzontalmente, il raggio era diviso in due parti approssimativamente uguali. L'uscita dei fasci di luce era diretta da uno specchio.
Entrambi i fasci di luce colpiscono un muro in una stanza buia. Lì è stato evidenziato lo schema di interferenza tra le due onde, che ha dimostrato che la luce poteva comportarsi sia come una particella che come un'onda..
Un secolo dopo, Albert Einsten rafforzò l'idea usando i principi della meccanica quantistica..
Schrödinger ha sviluppato due modelli matematici, differenziando ciò che accade a seconda che lo stato quantistico cambi nel tempo o meno.
Per l'analisi atomica, Schrödinger pubblicò l'equazione di Schrödinger indipendente dal tempo alla fine del 1926, che si basa sul fatto che le funzioni d'onda 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 affinché il resto della struttura si muova attorno a loro, descrivendo una frequenza e un'ampiezza specifiche..
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 su di essa agisce l'operatore hamiltoniano, 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 esistono diverse soluzioni per l'equazione di Schrödinger, ogni soluzione implica un diverso valore per la costante di proporzionalità E.
Secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, non è possibile stimare la posizione e l'energia di un elettrone. Di conseguenza, gli scienziati riconoscono che la stima della posizione dell'elettrone all'interno dell'atomo è imprecisa..
I postulati del modello atomico di Schrödinger sono i seguenti:
-Gli elettroni si comportano come onde stazionarie distribuite nello spazio secondo la funzione d'onda Ψ.
-Gli elettroni si muovono all'interno dell'atomo negli orbitali. Queste sono aree in cui la probabilità di trovare un elettrone è notevolmente più alta. La probabilità riferita è proporzionale al quadrato della funzione d'onda ΨDue.
La configurazione elettronica del modello atomico di Schrödinguer spiega le proprietà periodiche degli atomi e i legami che formano.
Tuttavia, il modello atomico di Schrödinger non considera lo spin degli elettroni, né considera le variazioni nel comportamento degli elettroni veloci a causa di effetti relativistici..
Modello Atomic de Broglie.
Modello atomico di Chadwick.
Modello atomico di Heisenberg.
Il modello atomico di Perrin.
Il modello atomico di Thomson.
Modello atomico di Dalton.
Modello atomico di Dirac Jordan.
Modello atomico di Democrito.
Modello atomico di Leucippo.
Modello atomico di Bohr.
Modello atomico di Sommerfeld.
Modello atomico attuale.
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