FISICA - I MODELLI ATOMICI
MODELLO ATOMICO DI THOMSON
Il modello atomico di Thomson prevede una sfera di carica positiva, in cui vi sono inseriti gli elettroni, cariche negative. Questo modello è anche noto come modello a panettone in quanto gli elettroni sono disseminati nella sfera positiva come “l’uvetta nel panettone”. Globalmente l’atomo è neutro.
Thomson fu premiato con il Nobel nel 1906 per essere stato il primo fisico ad aver ipotizzato l’esistenza dell’elettrone.
MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD
L’allievo di Thomson, Ernest Rutherford, premio Nobel per la chimica nel 1908, stravolse radicalmente il modello precedente.
Nel 1911 eseguì un esperimento che consisteva nel bombardare con particelle alfa (cariche positive) una sottile lamina d’oro. Dal bombardamento vide che alcune particelle procedevano dritte senza subire nessuna variazione, altre invece, in hypothyroidism tinnitus
modo più o meno accentuato, subivano una deviazione. Alcune “rimbalzavano” addirittura indietro. Se il modello di Thomson fosse stato corretto, le particelle alfa avrebbero dovuto avere angoli di diffusioni piccoli. Così non fu e Rutherford, ipotizzò una struttura atomica che prevedeva un nucleo positivo estremamente piccolo posto al centro di una sfera molto più grande dove la carica negativa degli elettroni è distribuita in modo più o meno uniforme. Gli elettroni orbitano intorno al nucleo come i pianeti attorno al Sole.
I QUANTI
Prima di passare all’ultimo esperimento, quello di Bohr, che corresse il collega fisico, occorre introdurre il concetto di quanto.
Millikan, scoprì, grazie a quello che è passato alla storia come Esperimento di Millikan, che le cariche elettriche erano quantizzate ovvero assumevano sempre dei valori multipli (positivi o negativi) della carica elementare $e = 1,60*10^-19 C$.
Se quindi per cariche elettriche quantizzate parliamo di cariche che assumono soltanto dei valori ben definiti, le orbite quantizzate, di cui parleremo nell’ambito del modello di Bohr, sono delle orbite che si trovano ad una precisa distanza dal nucleo. Distanza che sarà multiplo della distanza più piccola.
IL MODELLO ATOMICO DI BOHR
A livello atomico le leggi classiche della meccanica e dell’elettromagnetismo non valgono più: per spiegare la stabilità degli atomi (che secondo il modello di Rutherford si dovrebbero disintegrare ogni $10^-7$ s) è necessario ammettere che, come la carica elettrica, anche le orbite degli elettroni in un atomo sono quantizzate.
Questo è quanto ha dimostrato Bohr che ha ripreso il modello atomico di Rutherford, ma ha introdotto il concetto di quantizzazione delle orbite degli elettroni.
Per l’atomo a idrogeno per esempio, si fa riferimento a questa formula per comprendere il raggio delle orbite degli elettroni:
$r = n^2* (epsilon_0*h^2)/(pi*m*e^2)$
dove h è la costante di Planck e vale $6,626 * 10^-34 J$, m è la massa dell’elettrone, e la carica elementare e n il numero quantico principale.
Il numero quantico principale è un numero intero positivo che fornisce il numero d’ordine dell’orbita considerata a partire da quella più vicino al nucleo.
Occorre tenere presente che, nonostante il modello atomico di Bohr sia spesso utilizzato soprattutto a fini didattici, in realtà si rivela sbagliato anch’esso.