Discussione:Elettrone

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Elettrone
Argomento di scuola secondaria di I grado
Materia	scienze
Argomento di scuola secondaria di II grado
Materia	chimica
Dettagli
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Progetto Wikipedia e scuola italiana

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inserire il problema della massa e del raggio nullo ampliare con materiale da en:electron INTRODUZIONE L'elettrone è una particella subatomica con una carica elettrica negativa di valore ben noto (circa, in valore assoluto, 1,602 * 10^-19 C); Secondo la teoria dei quanti, in un atomo gli elettroni si dispongono su livelli energetici che variano secondo l'energia potenziale elettrostatica dell'elettrone, cioè il lavoro che compierebbe la particella per muoversi da un punto A a un punto B; secondo il modello atomico di Bohr (1927) l'elettrone orbita intorno al nucleo dell'atomo muovendosi di moto circolare uniforme. La massa dell'elettrone è un valore che è stato determinato sperimentalmente attraverso l'esperimento di Thompson: un elettrone che si trova in un campo elettrico (E) si muove di moto parabolico, moto determinato da 2 equazioni, il moto rettilineo uniforme e il moto uniformemente accelerato. su un sistema di assi cartesiani O, x, y, La velocità dell'elettrone (v), forma con l'asse x un angolo compreso tra 0° e 90°, e viene scomposta lungo gli assi cartesiani le cui componenti della velocità (v) sono Vx(lungo l'asse x) e Vy (lungo l'asse y).Vx sarà dato dalla relazione Vx=v* coseno dell'angolo, mentre Vy sarà dato dalla relazione Vy=v*seno dell'angolo. Abbiamo poio il tempo (t). Lungo l'asse x il moto e di tipo rettilineo uniforme dato dalla relazione x=Vx*t dove Vx=v *seno dell'angolo Lungo l'asse y il moto è di tipo uniformemente accelerato dato dalla relazione y=1/2 a t^2 dove (a) è l'accelerazione ponendo a sistema le due eq. esplicitando t=x/Vx otteniamo y= 1/2 a (x/Vx)^2 dato che la forza che è in gioco in questo momento è la forza del campo elettrico (F) l'accelerazione (a) può essere espressa in funzione della forza e della massa dell'elettrone, secondo il secondo principio della dinamica F= m * a, quindi otteniamo: F= m * a → → a= F/m e dato che la forza del campo elettrico (F) è espressa dalla relazione: F= q * E dove q= quantità di carica di carica elettrica della particella [C] E=Vettore Campo Elettrico e quindi l'accelerazione a= (q * E)/m da cui si può esplicitare il rapporto carica/massa della particella; Il valore della massa dell'elettrone(Me) è un valore ben noto pari a Me= 9,11 * 10^-31 Kg

C'è da dire anche che l'elettrone è vita perchè tutto ciò che è presente sulla terra è formato da elettroni e se essi non ci fossero nulla esisterebbe, ne noi, ne tutto quello che ci circonda

Scrivere tutti i dati in con notazione del Sistema Internazionale!!!! E non unità panini su centesimo!

se volete io prendo in mano l`articolo, però non conosco i dettagli del problema della massa e del raggio nullo (o perlomeno non capisco a cosa vi riferiate)

--profeta 3 ottobre 2005

il problema del raggio nullo è che, avendo massa, l'elettrone dovrebbe immediatamente dar luogo ad un buco nero, essendo il suo raggio = 0 e quindi al di sotto del limite di Schwarzschild

Enrico, ottobre 2006

sarebbe bello accennare alla radiazione che emette quando investito da un'onda elettromagnetica, e del conseguente "raggio classico dell'elettrone" (un concetto un po' fuoriviante ma che ha un suo senso e una utilità ed è storicamente importante). Una cosa: non capisco perché c'è il link con i bosoni, casomai nei link in fondo bisognerebbe linkare con i FERMIONI (l'elettrone è un fermione)

Metto a nuovo

Nei prossimi giorni mi occuperò di dare una risitemata a questa importantissima voce, nonchè una (ri)scrittura approfondita di tutte le sue parti. Spero nessuna obiezione. :) --Engineer123 (msg) 20:27, 27 mar 2008 (CET)

Alessandro 30/09/2009

C'è da dire anche che l'elettrone è vita perchè tutto sul nostro pianeta è composto da elettroni e quindi se essi non ci fossero non esisteremmo ne noi, ne tutto quello che ci circonda. Per questo l'elettrone è la "sostanza essenziale per la vita"

La sostanza essenziale per la vita è l'acqua. L'elettrone invece non è anzitutto una sostanza, bensì una particella e per esserci la vita non bastano gli elettroni: c'è infatti bisogno anche dei protoni, altrimenti non ci sarebbero gli atomi e di conseguenza non potremmo esistere. Faccio notare inoltre che Wikipedia non è un forum, dunque non si accettano divagazioni personali, per quanto possano sembrare poetiche, se non sono rilevanti ai fini enciclopedici e accompagnate da fonte. --Daniele Pugliesi (msg) 10:53, 22 apr 2014 (CEST)

Atomi

La sezione che descrive il modello atomico e i numeri quantici è da rivedere, per esempio si parla di nodo della funzione d'onda senza nemmeno definirlo, dando falsamente per scontato che il lettore sappia cosa sia. Nspiemonte (msg) 22:20, 9 apr 2010 (CEST)

Ho dato una sistemata, la definizione che che hai dato di funzione d'onda (La funzione d'onda, al contrario della traiettoria classica, è descritta da un insieme finito di variabili, detti numeri quantici, che rappresentano il valore delle quantità fisiche realmente osservabili.) è sbagliata: la funzione d'onda è lo stato della particella espresso nella Base (algebra lineare) degli autostati (autovettori) dell'osservabile posizione. La tua definizione è priva di senso. ^musaz † 22:40, 9 apr 2010 (CEST)

Vero, in quel senso è più corretto riferirsi agli autostati dell'hamiltoniana. Mi sembra che entrare così nel dettaglio in una pagina sull'elettrone sia ridondante e insensato, sarebbe meglio spostare tutto questo in una pagina separata, se già non esiste.

"l'osservabile momento angolare orbitale [...] è autovalore dell'hamiltoniana in coordinate sferiche": l'autovalore dell'operatore hamiltoniana è l'energia Operatore hamiltoniano, l'autovalore dell'operatore L^2 è il momento angolare. — Questo commento senza la firma utente è stato inserito da Nspiemonte (discussioni · contributi).

Senti mi sto stufando a spiegarti le cose e questa sarà l'ultima, alla prossima rollbacko e basta: l'hamiltoniana, come ti ho già scritto in talk, dipende dal momento angolare (quindi l'energia dipende dal momento angolare), nel caso di un atomo si scrive in coordinate sferiche e si separa (questo in realtà è matematicamente possibile in pochi casi, per gli altri usano il computer, vedi Metodo di Hartree-Fock) cioè per ogni coordinata si ha un'hamiltoniana che dipende solo da quella coordinata, cioè si ha un equazione agli autovalori per ogni coordinata. L'autovale dell'equazione per $\phi$ è il numero quantico del momento angolare. ^musaz † 13:18, 10 apr 2010 (CEST)

Ho postato la questione nel portale di fisica. Nel mentre, oltre ad invitarti a moderare i toni, ti segnalo il fatto che l'energia (almeno nei più semplici modelli non relativistici, quelli a cui tu ti riferisci) non dipende dal momento angolare (non è funzione di l ma solo di n, Atomo_di_idrogeno#Spettro_energetico). Nspiemonte (msg) 21:31, 10 apr 2010 (CEST)

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cancellazione di dubbia utilità

@X-Dark, ha cancellato la mia aggiunta che riporto in calce. "[l'elettrone è stato protagonista dello sviluppo tecnologico perchè...] oltre che per il trasporto di energia nei cavi ad alta tensione e per quello di segnali nei cavi a bassa tensione (come all’interno dei pc)"

Perchè mai è stata cancellata questa aggiunta? Forse l'elettrone non conduce energia elettrica e segnali? Forse sono cose trascurabili? Tiz97 (msg) 16:16, 16 feb 2021 (CET)

Collegamenti esterni interrotti

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Proprietà fondamentali

"Si ritiene che l'elettrone sia stabile poiché, dal momento che la particella possiede carica unitaria, il suo decadimento violerebbe la legge di conservazione della carica elettrica."

In un decadimento si conservano molte cose, tra cui proprio la carica elettrica: senza conservazione, nessun decadimento. Per il fratello maggiore, il muone, questo decade in un un elettrone, che è anch'esso un leptone, ma con massa minore, più un antineutrino elettronico e un neutrino muonico. Lo fa perché l'elettrone esiste ed è leptone meno massivo di esso (la differenza va in energia emessa nel decadimento).

Forse si voleva dire che per l'elettrone non c'è un leptone di massa minore verso il quale decadere? Patrizio --193.205.147.30 (msg) 17:39, 18 set 2022 (CEST)

Penso anch'io si volesse dire che mancando una carica elettrica negativa più piccola, l'elettrone non potrebbe decadere in nulla. L'ideale, per sicurezza, sarebbe verificare cosa sta scritto nella fonte. --Ensahequ (msg) 22:54, 18 set 2022 (CEST)

Ho controllato la fonte. Effettivamente, all'inizio dell'articolo c'è scritto: "This is an appropriate place to look for electric charge nonconservation, since (according to present knowledge) the electron has the lowest rest mass of any particle carrying an electric charge. If energy conservation is valid, the electron, therefore, can decay only if electric charge is not conserved." --Datolo12 (msg) 23:09, 18 set 2022 (CEST)

"L'elettrone non ha sotto strutture conosciute e viene descritto come un punto materiale, [62]"

Nella nota [62], ma anche comunemente in fisica, l'espressione è "point particle", il significato è "particella puntiforme" (point è aggettivo, in quel caso); l'espressione "punto materiale" si presta a paradossi (densità di massa infinita e altrettanto per quella di carica). Patrizio --93.147.231.50 (msg) 05:05, 19 set 2022 (CEST)

Ho corretto entrambi i problemi. --Datolo12 (msg) 11:37, 19 set 2022 (CEST)

@Datolo12 Ottimo, grazie Datolo 12. Hai anche rimediato a quella espressione "carica unitaria", che può essere usata in ambito chimico, ma che è proprio inadatta in fisica delle particelle. Patrizio --93.147.231.50 (msg) 16:40, 19 set 2022 (CEST)

Incipit

" mentre la variazione della sua energia e della sua accelerazione causano l'emissione di fotoni;"

E' sufficiente una variazione di velocità (per es. nella Bremsstrahlung, nei tubi catodici), la variazione dell'accelerazione non è necessaria. Patrizio --93.147.231.50 (msg) 13:01, 30 set 2022 (CEST)

Incipit / 2

"La maggior parte degli elettroni presenti nell'universo è stata prodotta dal Big Bang,"

IMHO sarebbe bene anteporre a questa affermazione almeno un "si crede che". Patrizio --93.147.231.50 (msg) 13:14, 30 set 2022 (CEST)

Incipit / 3

"è inoltre responsabile della conduzione della corrente elettrica e del calore."

Un elettrone che si muove è già una corrente, ma deve potersi muovere (metalli, semiconduttori, isolanti) e questo è dettato anche dalla struttura materiale in cui si viene a trovare: elettroni e struttura sono ugualmente necessari. E l'elettrone non è il solo a poter costituire una corrente elettrica, qualsiasi particella carica può farlo; ad esempio gli ioni in soluzione acquosa (elettroliti), oppure gli ioni in uno spettrometro di massa. Patrizio --93.147.231.50 (msg) 13:24, 30 set 2022 (CEST)

Proprietà relativistiche - didascalia

"Il fattore di Lorentz in funzione della velocità. Partendo dal valore 1 raggiunge l'infinito quando v si avvicina a c."

Raggiunge? 1- si sta descrivendo il limite di una funzione; 2- infinito NON è un numero. Patrizio --93.150.82.221 (msg) 08:16, 3 nov 2022 (CET)

Teoria atomica - figura e didascalia

"Il modello atomico di Bohr, in cui sono visualizzati gli stati energetici quantizzati."

La rappresentazione del modello di Bohr mostrata dalla figura è errata: i livelli energetici non sono ugualmente spaziati, come si vede in figura, ma vanno come -1/n². Patrizio --93.150.82.221 (msg) 08:22, 3 nov 2022 (CET)

Atomi e molecole

L'elettrone è responsabile delle proprietà chimiche fondamentali degli atomi e delle molecole. L'interazione elettromagnetica fra gli elettroni è infatti all'origine dei legami fra gli atomi e della struttura macroscopica della materia, oggetto di studio della chimica e della fisica dello stato solido."

Quindi: i nuclei, con la loro carica positiva, potrebbero anche non esserci, spiegano tutto gli elettroni. Patrizio --93.150.82.221 (msg) 08:44, 3 nov 2022 (CET)

Quella scritta mi pare che sia una semplificazione "ragionevolmente abbastanza sensata", anche se non rigorosa, per spiegare brevemente il ruolo degli elettroni. A livello didattico-conoscitivo di base, penso che potremmo prenderla per buona, in quanto studiando come gli elettroni interagiscono si possono comprendere, sempre a livello basilare, come "funzionano" molti legami. Ci sono poi casi, come il legame idrogeno, in cui il ruolo dei protoni è più importante.

IMHO se vogliamo seguire come si spiega la chimica nelle scuole, la frase in questione può andare bene, altrimenti bisogna accennare anche al ruolo dei protoni, e nel seguito della voce spiegare meglio in che senso anche i protoni hanno anche un ruolo. Ma ho il dubbio che non si riescano a trovare molte fonti in proposito, essendoci per la maggior parte fonti "elettrone-centriche". --Ensahequ (msg) 17:03, 3 nov 2022 (CET)

@Ensahequ Cosa sarebbe dell'energia di ionizzazione e dell'affinità elettronica senza il nucleo positivo? Non avrebbe senso, e senza di esse non avrebbe senso il legame ionico. Cosa sarebbe della carica nucleare efficace di un atomo senza il nucleo positivo? Non avrebbe senso, e senza di essa non avrebbe senso il legame covalente. L'entità e la sequenza dei livelli energetici di un atomo, anche se privo di elettroni, sono dettati dall''equazione d'onda di Schrödinger, la quale, con gli elettroni presenti, diviene solo (molto) più complessa da risolvere, ma c'è anche senza. Ma poi, senza protoni, niente atomi e quindi niente elementi chimici. Penso che ci possiamo fermare qui. Patrizio --93.150.82.221 (msg) 21:38, 3 nov 2022 (CET)

La frase in questione non dice "L'elettrone è l'unico responsabile", per cui mi pare che abbia un senso. Se non è così, penso si possa eliminare. --Ensahequ (msg) 15:20, 4 nov 2022 (CET)

@Ensahequ Allora, andiamo avanti con le mezze verità. Poi, nella seconda frase, anche lì fanno tutto gli elettroni. Patrizio --93.150.82.221 (msg) 07:51, 5 nov 2022 (CET)

Se le parti della voce con lo stesso problema sono molte, meglio forse aggiungere un template:C a inizio pagina oppure se qualche volenteroso può dare una lettura approfondita, procedere direttamente con tutte le modifiche necessarie. --Ensahequ (msg) 12:56, 5 nov 2022 (CET)

Atomi e molecole / 2

"l'energia di un elettrone nell'atomo nei semplici modelli non relativistici dipende unicamente da questo numero;"

Questa è l'eccezione (che vale per H e ioni idrogenoidi), non la regola. Patrizio --93.150.82.221 (msg) 09:17, 3 nov 2022 (CET)

Dicendo "semplici modelli non relativistici" non si fa riferimento proprio all'idrogeno, o dobbiamo correggere/specificare? --Ensahequ (msg) 17:06, 3 nov 2022 (CET)

@Ensahequ Salvo che per l'idrogeno, l'energia di un orbitale, e di un elettrone che lo occupi, è determinata (equazione d'onda di Schrödinger), dal numero quantico principale n (in maggior misura) E dal numero quantico secondario l, o numero quantico angolare (in minor misura). È per questo che il 2p sta sopra al 2s, il 3p sopra il 3s, etc. Patrizio --93.150.82.221 (msg) 21:46, 3 nov 2022 (CET)

Frase tolta. --Ensahequ (msg) 15:22, 4 nov 2022 (CET)

Poco prima si scrive: Il valore della funzione d'onda associata a tali stati è fornito dalla soluzione dell'equazione d'onda di Schrödinger, che può essere risolta per l'atomo di idrogeno notando la simmetria radiale del potenziale elettrico indotto dal nucleo. Le soluzioni dell'equazione d'onda sono enumerate da numeri quantici .... Quindi ci si sta riferendo esplicitamente proprio ad "H e ioni idrogenoidi", altrimenti quei numeri quantici non sarebbero nemmeno definiti. Per questo motivo sarei propenso a ripristinare quella frase. X-Dark (msg) 18:34, 4 nov 2022 (CET)

Ok, si potrebbe ripristinare ribadendo nella frase che ci si sta riferendo all'idrogeno? [@ X-Dark] Puoi pensarci tu? --Ensahequ (msg) 12:54, 5 nov 2022 (CET)

@X-Dark Non ho capito questa frase: ", altrimenti quei numeri quantici non sarebbero nemmeno definiti".

In en.wiki è scritto: "In atoms with multiple electrons, the energy of an electron depends not only on its orbital, but also on its interactions with other electrons. These interactions depend on the detail of its spatial probability distribution, and so the energy levels of orbitals depend not only on <n> but also on <l>. Higher values of  <l> are associated with higher values of energy; for instance, the 2p state is higher than the 2s state. https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbital#Orbital_energy

Quindi, mi pare corretto dire che l'energia di un orbitale, e di un elettrone che lo occupi, salvo H e idrogenoidi, dipende anche dal numero quantico secondario <l>. Patrizio --93.150.81.188 (msg) 19:02, 5 nov 2022 (CET)

[@ 93.150.81.188] Quelle formule sono ottenute impugnando l'accetta con la mano destra e la mannaia da macellaio in quella sinistra. Quando un atomo ha più di un elettrone bisogna risolvere il problema degli N-corpi, che già è insolubile in meccanica classica e in meccanica quantistica è forse perfino peggio. Gli autostati dell'atomo di idrogeno sono classificati dai numeri quantici n, l, m, che sono in sostanza legati agli autovalori delle rispettive osservabili energia e momento angolare tralasciamo in questa discussione lo spin e ogni simmetrizzazione o antisimmetrizzazione della funzione d'onda. Già per gli autostati dell'atomo di elio questa semplice classificazione cessa di essere valida. È possibile immaginare che i due elettroni dell'atomo di elio occupino uno ciascuno gli orbitali dell'atomo di idrogeno, ma gli stati così ottenuti sarebbero autostati dell'Hamiltoniana dell'atomo di elio solo se gli elettroni non interagissero fra loro. Purtroppo chiaramente non è così e gli autostati dell'Hamiltoniana e le rispettive autoenergie possono essere calcolate per questi atomi solo per via numerica: per l'energia non esiste nessuna semplice formula esatta in termini dei numeri quantici n e l, semplicemente perchè questi numeri quantici non sono definiti. Certo, è possibile comunque scrivere gli autostati dell'atomo di elio, comunque li si ottenga, come una combinazione lineare degli autostati dell'atomo di idrogeno, ma niente garantisce che questa combinazione lineare si risolva in una manciata di pochi termini. Ad esempio lo stato fondamentale dell'atomo di elio, con la configurazione indicata generalmente con 1s2, non ha solo una componente negli stati 1s dell'atomo di idrogeno, ma anche in quella in cui uno o perfino entrambi gli elettroni si trovino negli stati 2s, 3s, 4s, 5s, 2p ... e ha contributi perfino con le funzioni d'onda degli elettroni liberi. Per l'atomo di elio lo stato 1s2 contribuisce per circa il 91% allo stato fondamentale, circa l'1% viene da stati liberi, e il rimanente 8% dagli altri stati (valori presi da qui. Per atomi più complessi però la situazione in generale non è così semplice, infatti ad esempio è noto che "l'orbitale 4s è riempito prima dell'orbitale 3d", sebbene il 3d abbia una energia minore del 4s nell'atomo di idrogeno. Se poi consideriamo anche gli effetti relativistici, allora nemmeno l'atomo di idrogeno è così semplice e fin dal principio si ha una rottura dalla degenerazione non relativistica dei rispettivi stati con lo stesso n.

Ora, sì, come l'energia non è proprio la capacità di un corpo di compiere lavoro, anche la descrizione delle configurazioni degli elettroni negli atomi complessi per mezzo degli orbitali dell'atomo di idrogeno non è esatta e può portare a numerosi fraintendimenti. the physics (and mathematics) of even a humble helium atom is infinitely richer than the naive descriptions found in textbooks/Wikipedia articles make it out to be. Prima però di mettere off-line wikipedia e di bruciare tutti i testi di scienze e chimica liceali (e anche alcuni universitari), è bene osservare che gli orbitali dell'atomo di idrogeno sono comunque una buona approssimazione che permette di descrivere il comportamento chimico di molti elementi. Spiegare tutte queste complicazioni in questa voce sarebbe dispersivo, decisamente off-topic e forse troppo complicato per una qualsiasi voce su wikipedia: d'altronde non so davvero chi siano questi "people who think Wikipedia articles and introductory textbooks tell the whole story". X-Dark (msg) 13:13, 6 nov 2022 (CET)

Cristalli e struttura a bande

"Nei materiali isolanti gli elettroni rimangono confinati in prossimità dei loro rispettivi nuclei. Al contrario, i metalli hanno una struttura elettronica a bande, alcune delle quali sono parzialmente riempite dagli elettroni."

La struttura elettronica a bande c'è in isolanti, semiconduttori e metalli. Patrizio --93.150.81.188 (msg) 19:41, 5 nov 2022 (CET)

Erroraccio da correggere prima possibile. Come consigli di correggere la frase per spiegare la differenza tra i due tipi di materiali? --Ensahequ (msg) 12:50, 6 nov 2022 (CET)