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Obiettivi:
Verificare sperimentalmente il modello atomico di Bohr.
Verificare la natura ondulatoria degli elettroni.
Voci teoriche:
Il modello di Bohr è un modello planetario, con struttura identica al modello di Rutherfo 747c29h rd, costituito da un nucleo positivo molto piccolo posto al centro di una sfera più grande in cui vi è distribuita la carica negativa degli elettroni in modo non uniforme. Questi elettroni sono posti su orbite di numero finito diverso per ogni tipo di atomo. Queste orbite si dicono privilegiate perché su di esse gli elettroni non irradiano energia. Su ogni orbita, secondo il principio di Pauli, possono collocarsi al massimo due elettroni.
Per dimostrare questo modello si propone un parallelismo con la luce che in alcuni fenomeni si comporta come particelle e in altri come onde. Se questo parallelismo risultasse corretto si potrebbero chiarire le contraddizioni relative alla fonte di energia degli elettroni e alla dispersione.
Apparato sperimentale:
Vetrino da orologio (1)
Bacchetta con attaccato filo di platino (2)
Bunsen (3)
Acido cloridrico (HCl) soluto in soluzione acquosa al 20%
Sostanze da sottoporre alla fiamma (descritte nella tabella delle osservazioni qualitative)
Il filo è in platino (Pt) perché è un metallo che non colora la fiamma. è stato scelto l'HCl perché è un acido che trasforma tutti i composti in cloruri cioè in sali molto volatili.
Esecuzione:
Una volta acceso il bunsen, abbiamo preso la bacchetta con il filo di platino, immersa nel HCl e poi sottoposta alla fiamma. Abbiamo ripetuto questa procedura di pulitura finché la fiamma non cambiava più colore al contatto con il filo.
Dopodiché abbiamo immerso la bacchetta ancora una volta nell'acido e poi impregnata nella prima sostanza da sottoporre alla fiamma. Sottoponendo la bacchetta alla fiamma abbiamo potuto osservare il colore che quest'ultima assumeva e la persistenza e la durata del colore.
Abbiamo poi ripetuto il procedimento per ogni sostanza. L'ordine delle sostanze è regolato dall'intensità con cui il fenomeno si verifica.
Osservazioni:
Nome |
Formula Chimica |
Colore fiamma |
Persistenza |
Durata |
Potassio Carbonato |
K2CO3 |
Violetto |
Poco persistente |
Poca durata |
Calcio Fosfato |
CaSO4Z(H2O) |
Arancione |
Persistente |
Buona durata |
Bario Nitrato |
Ba(NO3)2 |
Giallo / Verde |
Persistente |
Buona durata |
Litio Nitrato |
LiNO3 |
Rosso |
Persistente |
Buona durata |
Stronzio Nitrato |
Sr(NO3)2 |
Rosso |
Persistente |
Buona durata |
Sodio Clorato |
NaCO3 |
Arancione |
Persistente |
Buona durata |
Conclusioni:
Gli elettroni nel modello atomico di Bohr occupano orbite privilegiate cioè quelle che non causano dispersione di energia (Stato fondamentale). Quando si fornisce energia sotto forma di calore gli elettroni saltano dall'orbita che occupano verso orbite più esterne rispetto al nucleo (Stato eccitato). Quando si cessa di fornire energia si ritorna allo stato fondamentale e l'energia fornita viene dispersa sotto forma di energia luminosa. Perciò gli elettroni oltre ad avere una natura corpuscolare hanno anche una natura ondulatoria perché solo le onde sono in grado di produrre energia luminosa sotto forma di onde elettromagnetiche.
Schema dell'esecuzione dell'esperimento:
Prendere bacchetta con filo di Pt
Immergerla nel HCl
Sottoporlo alla fiamma
Si
La fiamma cambia colore?
No
Immergerla nella sostanza da sottoporre alla fiamma.
Osservare il colore della fiamma, la durata e la persistenza.
Ripetere il procedimento per ogni sostanza.
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