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AtomiIntroduzione< Rottura spontanea di una simmetria | IntroduzioneFisicaMateria.Indice | Tavola periodica, shell e aufbauprinzip > I fenomeni che mettono in luce la natura periodica degli elementi condussero Mendeleev a costruire la sua Tavola, poi completata fino alla sua forma attuale. I raggi ionici e covalenti, ottenibili sperimentalmente dalle dimensioni di molecole e solidi, e poi confermati da calcoli, mostrano chiaramente crescite progressive in funzione del numero atomico, fino a picchi seguiti da brusche diminuzioni. La polarizzabilità elettrica atomica degli elementi, che non sono dotati di dipolo permanente, ma lo acquistano in presenza di un campo elettrico esterno, mostra una periodicità analoga a quella dei raggi. Il caso esemplare e risolvibile esattamente è quello dell'atomo di idrogeno. La trattazione formale è svolta nel corso di Introduzione alla Meccanica Quantistica (IMQ). Qui ne richiameremo le conclusioni ed i principi fisici soggiacenti perché la periodicità della Tavola si correla evidentemente con la struttura a shell dei livelli eccitati dell'atomo di idrogeno. Ciò fa ipotizzare un riempimento progressivo dei livelli, anche se l'impostazione del problema quantistico mostra che la soluzione non può essere esattamente quella, anzi, non appena il numero di elettroni eccede l'unità, il problema diventa insolubile esattamente. Vengono in soccorso i metodi perturbativi e variazionali, che offrono soluzioni precise a piacere, a costo di calcoli via via più lunghi, e che giustificano l'analogia qualitativa con i livelli dell'idrogeno. Procederemo rivedendo la soluzione non relativistica dell'idrogeno, con Schrödinger, e quindi le correzioni relativistiche, in particolare l'interazione spin-orbita. Mostreremo quindi l'effetto della repulsione Coulombiana tra i due elettroni dell'elio, lo schermo che ne riduce l'effetto, e l'interazione di scambio. Accenneremo quindi agli alcalini, agli elementi 2p e alle regole di Hund. Infine affronteremo le spettroscopie e le regole di selezione. Risorse dalla rete P. Ewart, Atomic Physics è un riassunto succinto della parte di atomi (68 pagine LaTeX, scaricabile liberamente). < Rottura spontanea di una simmetria | IntroduzioneFisicaMateria.Indice | Tavola periodica, shell e aufbauprinzip > |