Teoria atomica

STORIA DELL’ATOMO

1897-THOMSON

L’inglese Thomson propose il suo modello atomico, ipotizzando che

l’atomo fosse costituito da una sfera omogenea, di raggio 1 Å, carica di

elettricità positiva in cui gli elettroni erano distribuiti in maniera uniforme

e senza una disposizione spaziale particolare, il cosiddetto modello a

panettone.

1911-RUTHERFORD

L’atomo non è più una massa uniforme. Prima di arrivare alla formazione di un nuovo modello

atomico, Rutherford effettuò un esperimento servendosi di una lastra d’oro di un fascio d

2+

particelle positive, le particelle α (atomi di He ). Il fascio di particelle venne indirizzato verso

la lamina sottilissima di oro e si osservò che la maggior parte delle particelle la attraversarono

indisturbate. Solo una piccola percentuale venne riflessa o deviata poiché colpiscono i nuclei

degli atomi di oro. Le altre particelle attraversano indenni la lastra in quanto gli atomi sono

principalmente costituiti da vuoto e le dimensioni di questi sono talmente piccole che le

particelle non riescono a interagire con essi.

Rutherford elaborò un modello

atomico definito planetario in

quanto prevedeva un atomo

costituito da un

nucleo positivo

e un +

elettrone che

orbitava intorno

ad esso.

Tuttavia, il seguente modello atomico presentava due difetti:

• Instabilità: è impossibile che una particella carica positivamente ed una negativamente

possano rimanere in condizioni stabili. Se l’elettrone stesse fermo, questo, attratto dal

nucleo, cadrebbe insieme a tutto l’atomo. Se l’elettrone si muovesse intorno al nucleo,

gradualmente perderebbe energia riducendo il raggio della sua orbita, descrivendo

dunque una traiettoria a spirale, il cui termine coinciderebbe con il nucleo contro il

quale l’elettrone andrebbe a scontrarsi.

• Analizzando lo spettro di emissione dell’idrogeno, esso non si presenta come uno

spettro continuo omogeneo in cui figurano tutte le lunghezze d’onda, bensì lo spettro è

caratterizzato da alcune bande che corrispondono a determinate lunghezze d’onda. Il

modello atomico planetario prevedeva invece uno spettro continuo.

La luce è trasportata da onde elettromagnetiche, formate dalla combinazione di onde

magnetiche e onde elettriche che si propagano in direzioni perpendicolari tra loro.

ν=frequenza (cicli/secondo)

A λ (lunghezza t=periodo

d’onda) c=velocità di

Fase 10

propagazione=λ/t=λ∙ν=3∙10 cm/s

positiv

a c è la velocità della luce e di tutte le onde

Fase x

negati elettromagnetiche.

va 7080 Å 3900 Å

4 6 8 12 16

10 10 10 10 10 ν(Hz)

20 22

10 10 radio onde rossi UV

alternata

Corrente X cosmici

Γ

Visibile Raggi

Raggi

Raggi

Raggi

Micro

Onde Infra

4 -4 -8 -12 -14

10 1 10 10 10 10

Prendendo un sasso incandescente, l’energia, oltre ad essere sotto forma di calore, si

presenta anche come luce. Facendo trapassare il fascio di luce per una fessura in un piano e,

successivamente, per un prisma, la luce viene diffranta e si proietta su una lastra, posta ad

una distanza d dal prisma, lo spettro di emissione nelle sembianze di un rettangolo omogeneo

contenente tutte le lunghezze d’onda appartenenti alla fascia del visibile.

Più precisamente, la diffrazione della luce segue la legge di Bragg:

λ=2d ∙ sinθ

θ

dove è l’angolo di diffrazione.

Nel caso dell’idrogeno molecolare, introdotto in una ampolla collegata ad una

corrente che fornisce energia sufficiente per poter spaccare tutte le molecole in

singoli atomi, essi emettono luce che segue lo stesso processo precedente.

Questa volta, però, lo spettro presenta solo determinate bande colorate in

corrispondenza di specifiche lunghezze d’onda; si tratta dello spettro a

righe dell’atomo di idrogeno.

H 4102 Å

4340 Å

4861 Å

6560 Å

1913-BOHR

Niels Bohr elabora un nuovo modello atomico basandosi su altre ricerche e scoperte effettuate

da Planck nel 1900 e da Einstein nel 1905.

Planck riuscì a definire le energie consentite nei sistemi fisici, precedentemente di pensava

che i quantitativi energetici fossero di qualsiasi valore, ora, invece, le energie variano tra loro

in quantità definite. Dunque gli scambi energetici non avvengono in forma continua, come

sosteneva la fisica classica.

Un sistema esterno fornisce energi