IUPAC                        Grandezze, unità di misura, e simboli in Chimica                                                          pag. 20

 

 

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2.5    ATOMI E MOLECOLE

 

I nomi e simboli raccomandati qui sotto sono in accordo con quelli raccomandati dalla IUPAP [4] e dalla ISO [5.j].

Grandezze addizionali e simboli usati nelle fisiche atomica, nucleare e del plasma possono essere trovati in [4 e 5.k].

 

Nome

 

Simbolo

 

Definizione

 

Unità di misura SI

 

Note

 

 

numero dei nucleoni,

numero di massa

 

A

 

 

 

1

 

 

 

 

numero dei protoni, numero atomico

 

Z

 

 

1

 

 

 

 

numero dei neutroni

 

N

N = A - Z

 

1

 

 

massa a riposo dell'elettrone

 

me

 

 

 

kg

 

1, 2

 

 

massa dell'atomo,

massa atomica

 

ma, m

 

 

 

kg

 

 

 

 

costante della massa atomica

 

mu

 

mu = ma(12C) /12

 

kg

 

1, 3

 

 

eccesso di massa

 

D

 

D = ma - A mu

 

kg

 

 

 

 

carica elementare,

carica del protone

 

e

 

 

 

C

 

2

 

 

costante di Planck

 

h

 

 

 

J s

 

 

 

 

costante di Planck /2 p

 

 

= h / 2p

 

J s

 

2

 

 

raggio di Bohr

 

a0

 

a0 = 4 p e0 2 /me e2

 

m

 

2

 

 

energia di Hartree

 

Eh

 

Eh = 2 /me a02

 

J

 

2

 

 

costante di Rydberg

 

R

 

R = Eh /2 h c

 

m-1

 

 

 

 

costante di struttura fine

 

a

 

a = e2 /4 p e0 a02

 

1

 

 

 

 

energia di ionizzazione

 

Ei

 

 

 

J

 

 

 

 

affinità elettronica

 

Eea

 

 

 

J

 

 

 

 

elettronegatività

 

c

 

c = ½ (Ei + Ea)

 

J

 

4

 

 

energia di dissociazione

 

Ed, D

 

 

 

J

 

 

 

 

----dal livello di base

 

D0

 

 

 

J

 

5

 

 

----dal minimo di 

      potenziale

 

De

 

 

 

J

 

5

 

 

                                                                                                                                                                                               

(1)       Simboli analoghi vengono usati per altre particelle coi simboli: p (protone), n (neutrone), a (atomo),

            N (nucleo), etc.

(2)       Questa grandezza è usata anche come unità di misura per la massa atomica; vedi sez. 3.8 e 7.3

(3)       mu è uguale alla massa atomica unificata, con simbolo u; p.es. mu = 1 u (vedi sez. 3.7).

            In biochimica per l'unità di massa atomica si usa il nome dalton, con simbolo Da, anche se il nome e il simbolo             non sono stati accettati dalla CGPM.

(4)       Il concetto di elettronegatività fu introdotto da L. Pauling come la capacità di un atomo in una molecola di             attrarre a sè elettroni. Ci sono diversi modi di definire questa grandezza [49]. L'unico dato in questa tabella ha             un chiaro significato fisico di energia, ed è dovuto a R.S. Mulliken. La scala usata di solito, dovuta a Pauling, è             basata sulle energie di dissociazione del legame (in eV) ed è relativa, nel senso che i valori sono adimensionali             e che vengono definite solo le differenzedi elettronegatività. Per gli atomi A e B

           

            dove cr indica le elettronegatività relative di Pauling. La scala è scelta in modo darendere l'elettronegatività             dell'idrogeno  cr,H = 2,1. C'è una difficoltànello scegliere il segno della radice quadrata, che determina il segno della differenza cr,A - cr,B   Pauling fece questa scelta intuitivamente.

(5)       I simboli D0 e De sono usati principalmente per la dissociazione delle molecole diatomiche.

 

 

IUPAC                        Grandezze, unità di misura, e simboli in Chimica                                                          pag. 21

 

Nome

 

Simbolo

 

Definizione

 

Unità di misura SI

 

Note

 

 

numero quantico principale

(atomo di H)

 

 

n

 

 

E = -h c R /n2

 

1

 

 

 

 

numeri quantici del momento angolare

 

 

 

vedi "Spettroscopia"

sezione 2.6

 

 

 

 

 

 

momento del dipolo magnetico di una molecola

 

m, m

 

Ep = - m . B

 

J T-1

 

6

 

 

magnetizzabilità di una molecola

 

x

 

m = x B

 

J T-2

 

 

 

 

magnetone di Bohr

 

 

mB

 

mB = e /2 me

 

J T-1

 

 

 

 

rapporto giromagnetico

(rapporto magnetogirico)

 

g

 

g = m /L

 

s-1 T-1

 

7

 

 

fattore g (g-factor)

 

g

 

g = 2 m /mB

 

1

 

 

 

 

fattore g nucleare

 

gN

 

gN = m /I mN

 

1

 

 

 

 

frequenza angolare di Larmor

 

wL

 

wL = (e /2 m) B

 

s-1

 

8

 

 

frequenza di Larmor

 

nL

 

nL = wL /2 p

 

Hz

 

 

 

 

tempo di rilassamento

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       longitudunale

 

T1

 

 

 

s

 

9

 

 

       trasversale

 

T2

 

 

 

s

 

9

 

 

momento del dipolo elettrico di una molecola

 

p, m

 

Ep = - p . E

 

C m

 

10

 

 

momento del quadrupolo elettrico di una molecola

 

Q,, Q

 

Ep =

= 1/2 Q: V'' = 1/3 Q: V''

 

C m2

 

11

 

 

momento del dipolo elettrico di un nucleo

 

e Q

 

eQ = 2 <Qzz>

 

C m2

 

12

 

 

                                                                                                                                                                                               

(6)       I momenti magnetici di particelle specificate possono essere simboleggiati aggiungendo opportuni pedici, p.es.             me, mp, mn, per l' elettrone, il protone e il neutrone. I valori tabulati di solito si riferiscono al massimo valore             previsto per la componente z.   Valori per i nuclei stabili sono dati nella tabella 6.3

(7)       m è il momento magnetico, L è il momento angolare

(8)       Questa grandezza viene normalmente chiamata frequenza circolare di Larmor.

(9)       Queste grandezze vengono usate nel contesto degli effetti di saturazione in spettroscopia, particolarmente la             spettroscopia a risonanza di spin (vedi pag. 25-26).

(10)     vedi nota 7 al piede di pagina 24

(11)     Il momento di quadrupolo di una molecola può essere rappresentato sia dal tensore Q , definito integrando la             densità di carica r:       Qab = ra rb r dV  dove a e b simboleggiano x, y, oppure z

            sia dal tensore senza traccia Q definito da:       Qab      = (1/2) (3 ra rb - dab r2) r dV  =

                                                                                                          = (1/2) (3 rQab - dab (Qxx + Qyy + Qzz)

            V'' è la derivata seconda del potenziale elettrico:          Vab'' = -qab = 2 V /a b

(12)     I momenti di quadrupolo nucleari vengono convenzionalmente definiti in un modo differente dai momenti di             quadrupolo molecolari. Q è un'area ed e è la carica elementare. e Q viene preso come il massimo valore             previsto dell'elemento zz del tensore. I valori di Q per alcuni nuclei sono listate nella tabella 6.3

 

 


IUPAC                        Grandezze, unità di misura, e simboli in Chimica                                                          pag. 22

 

Nome

 

Simbolo

 

Definizione

 

Unità di misura SI

 

Note

 

 

tensore del gradiente del campo elettrico

 

q

 

qab  =  -2V /a b

 

V m-2

 

 

 

 

tensore dell'energia dell'interazione quadrupolare

 

c

 

cab = e Q qab

 

J

 

13

 

 

polarizzabilità elettrica di una molecola

 

a

 

 

 

C2m2J-1

 

14

 

 

prima iperpolarizzabilità

 

b

 

 

 

C3m3J-2

 

14

 

 

seconda iperpolarizzabilità

 

g

 

 

 

C4m4J-3

 

14

 

 

attività (di una sostanza radioattiva)

 

A

 

 

 

Bq

 

15

 

 

costante (della velocità) di decadimento,

costante (della velocità) di disintegrazione

 

l, k

 

 

 

s-1

 

15

 

 

mezza vita

 

t1/2, T1/2

 

 

 

s

 

15, 16

 

 

vita media

 

t

 

 

 

s

 

16

 

 

larghezza del livello

 

G

 

 

 

J

 

 

 

 

energia di disintegrazione

 

Q

 

 

 

J

 

 

 

 

sezione retta (di una reazione nucleare) 

 

s

 

 

 

m2

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                               

(13)     Il tensorec dell'energia di interazione qudrupolare nucleare viene normalmente espressa in MHz, corrispondente al valore di e Q q / h, anche se h viene di solito omesso.

(14)     La polarizzabilità a e le iperpolarizzbilità b, g, ...sono i coefficienti dell'espansione del momento dipolare p

in potenze del campo elettrico E secondo l'equazione: 

                                   p = p(0) + a E + (1/2) b E2 + (1/6) g E3 + ...

dove a, b e g sono tensori di rango 2, 3 e 4, rispettivamente. I componenti di questi tensori vengono distinti da pedici abg ... come indicato nelle definizioni, il primo indice a indica sempre la componente di p e gli altri indici le componenti del campo elettrico. La polarizzabilità e le iperpolarizzabilità mostrano proprietà di simmetria. per cui a è di solito un tensore simmetrico, e tutte le componenti di b sono nulleper una molecola con un centro di simmetria, etc. I valori delle polarizzabilità sono spesso espressi in unità atomiche (vedi pag. 76), nella forma a /4 p e0 in unità

a03, b /(4 p e0)2 in unità di a05 e-1 e  g /(4 p e0)3 in unità di  a07 e-2 , etc.

(15)     NB è il numero degli atomi radioattivi B.

(16)     La mezza vita e la vita media sono spesso espresse in anni (a), vedi pag. 111.

            t1/2 = t ln 2 per decadimenti esponenziali.