Chimica generale

I modelli atomici

Si parte dagli inizi dell'800 con Dalton, il quale affermò che tutta la materia è costituita da atomi, cioè da particelle indivisibili e indistruttibili. Faraday (1832) riuscì invece a spiegare che la materia è costituita da particelle cariche, in particolare scoprì i raggi catodici. Agli inizi del 900 si riuscì a determinare il rapporto carica-massa dell’elettrone, sempre agli inizi del 900 si riuscì a determinare la massa dell’elettrone. Dopodiché agli inizi del 900 abbiamo la prima teoria atomica. L’atomo di Thomson è costituito da particelle cariche.

Il modello atomico di Rutherford

Il primo modello atomico vero e proprio fu quello di Rutherford, perché lui riuscì a definire le dimensioni relative delle varie particelle all’interno dell’atomo. Ovvero lui riuscì a dimostrare che tutta la massa dell’atomo è concentrata nel nucleo, che è molto più piccolo rispetto alle dimensioni atomiche complessive. Mentre l’atomo ha dimensioni dell’ordine 10^-10 metri, le dimensioni del nucleo sono dell’ordine di 10^-15 metri. Significa che il nucleo è cinque volte di ordine di grandezza più piccolo rispetto alle dimensioni dell’intero atomo.

Rutherford riuscì a determinare le dimensioni atomiche con un esperimento. Ci sono metalli come ad esempio l’oro, il quale è possibile ridurlo in lamine sottili. L’esperimento di Rutherford consiste nel prendere una lamina sottile di oro e bombardarla con particelle “alfa” di elio. Attorno alla lamina d’oro abbiamo uno schermo, il quale riesce a rilevare particelle alfa che oltrepassano o meno la lamina. Quello che succede è che la maggior parte di queste particelle alfa oltrepassano la lamina senza alcuna deviazione, solo una piccolissima parte devia. Se la maggior parte di queste particelle oltrepassa, significa che non stanno incontrando nulla. Ci sono però quelle particelle che, quando passano vicino a un nucleo che è carico positivo, quelle pochissime che rimbalzano vanno a sbattere sul nucleo. Però, in questo modello, non si riusciva a spiegare perché l’elettrone che ha carica negativa non cade sul nucleo, il quale contiene i protoni che hanno carica positiva.

Spettri atomici

Siamo arrivati a spiegare le dimensioni atomiche, però non siamo riusciti a capire com’è possibile che questo sistema sia stabile e non si riesce a spiegare nemmeno gli spettri atomici. Se noi abbiamo una corda fissa su un muro e generiamo un’onda, la lunghezza d’onda non è altro che la distanza tra due creste di un’onda. Le radiazioni elettromagnetiche sono costituite da campi elettrici e magnetici oscillanti nello spazio, cioè che si propagano nello spazio. Se abbiamo campo elettrico e campo magnetico che sono perpendicolari l’uno rispetto all’altro, in cui abbiamo che si propaga in una determinata direzione e quindi sono delle onde, caratterizzate da una lunghezza d’onda e da un’ampiezza, la quale è la variazione di una grandezza in un’oscillazione periodica.

Un altro parametro con cui possiamo definire un’onda è la frequenza, la quale non è altro che il numero di onde complete che passano in un intervallo di tempo. Data la relazione: λ(m) * ν(s^-1) = v(m/s). Questa relazione è importante perché non solo il prodotto ci dà la velocità, ma appunto sapendo che la velocità è un termine costante e nel vuoto è 2,997*10⁸ m/s e allora sapendo che il prodotto è una costante...