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La teoria quantistico-ondulatoria




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La teoria quantistico-ondulatoria


È opportuno sottolineare che la teoria originariamente proposta da Bohr prevedeva che gli elettroni ruotassero attorno al nucleo percorrendo orbite stazionarie analoghe a quelle dei pianeti attorno al Sole. In realtà la visione moderna dell'atomo, basata sulla meccanica quantistica, è più complessa e comporta una descrizione probabilistica del moto dell'elettrone attorno al nucleo.

Tale descrizione fu introdotta per la prima volta dal giovane Heisenberg nella sua tesi di laurea, meglio conosciuta come Principio di Indeterminazione: non si possono sapere con esattezza posizione e velocità di una particella e di conseguenza non esiste una prova sperimentale degli stati fisici di eccitamento, cioè delle orbite. In poche parole tutto il lavoro di Bohr andava rivisto alla luce di una descrizione probabilistica e nel 1926 Schrödinger introdusse la teoria quantistico-ondulatoria.

Con Schrödinger fu abbandonato il concetto di orbita e fu introdotto il concetto di orbitale. Secondo la meccanica quantistica non ha più senso infatti parlare di traiettoria di una particella: da ciò discende che non si può neanche definire con certezza dove un elettrone si trova in un dato momento. Ciò che si poteva conoscere era la probabilità di trovare l'elettrone in un certo punto dello spazio in un dato istante di tempo. Un orbitale quindi non è una traiettoria su cui un elettrone (secondo le idee della fisica classica) poteva muoversi, bensì una porzione di spazio intorno al nucleo definita da una superficie di equiprobabilità, ossia entro la quale c'è il 95% della probabilità che un elettrone vi si trovi. In termini più rigorosi, un orbitale è definito da una particolare funzione d'onda, l'equazione di Schrödinger, in tre variabili, i numeri quantici, ciascuna delle quali è associata rispettivamente all'energia, alla forma e all'orientamento nello spazio dell'orbitale.



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