GLI ATOMISTI

2. GLI ATOMISTI Democrito circa 460 - 370 a.C. Leucippo e Democrito presero dal loro predecessore Parmenide (520 – 455 a. C.) l’idea di particelle elementari basilari, e da Eraclito quella del perenne movimento. Postularono l’esistenza di innumerevoli particelle sottili e solide, gli atomi, invisibili ed indivisibili. Gli atomi volteggiano eternamente nello spazio con un movimento continuo del tutto casuale in uno spazio infinito e vuoto. I continui cambiamenti del mondo venivano spiegati come un incessante riaggregarsi degli immutabili atomi in diverse combinazioni. Rispetto a questa teoria si ebbe soltanto nel 1803 un significativo balzo avanti con il chimico Dalton. Secondo Democrito il motivo per cui si può tagliare in due una mela con il coltello e che tra gli atomi vi sono degli spazi.

3. LA TEORIA ATOMICA DI DALTON John Dalton 1766 – 1844 chimico – fisico - meteorologo Lo studioso inglese John Dalton, basandosi sulle leggi della chimica, nel 1803, formulò la prima teoria atomica della materia. Tale teoria può essere così schematizzata: La materia non è continua, ma composta da particelle, atomi, che non possono essere divisibili né trasformabili Gli atomi di un particolare elemento sono tutti uguali tra di loro e hanno la stessa massa Gli atomi di elementi diversi hanno massa e proprietà differenti Le reazioni chimiche avvengono tra atomi interi e non fra frazioni di essi; perciò gli atomi non possono essere né creati né distrutti In una reazione chimica tra due o più elementi gli atomi, pur conservando la propria identità, si combinano in rapporti ben definiti dando luogo ai composti Atomo : dal greco “àtomos” che significa indivisibile

4. IL MODELLO ATOMICO DI THOMSON Joseph John Thomson 1856 – 1940 Fisico Nobel per la fisica nel 1906 Nel 1897 scoprì la particella di carica negativa: l’elettrone Il fisico inglese J.J.Thomson, nel 1893, ipotizzò che l’atomo fosse costituto da una sfera omogenea carica di elettricità positiva in cui gli elettroni erano distribuiti in maniera uniforme e senza una disposizione particolare. Tale teoria può essere così schematizzata: La materia non è continua, ma composta da particelle, atomi, che non possono essere divisibili né trasformabili Gli atomi di un particolare elemento sono tutti uguali tra di loro e hanno la stessa massa Gli atomi di elementi diversi hanno massa e proprietà differenti Le reazioni chimiche avvengono tra atomi interi e non fra frazioni di essi; perciò gli atomi non possono essere né creati né distrutti In una reazione chimica tra due o più elementi gli atomi, pur conservando la propria identità, si combinano in rapporti ben definiti dando luogo ai composti

5. IL MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD Ernest Rutherford 1871 – 1937 Chimico - Fisico Nobel per la chimica nel 1908 Il fisico neozelandese E. Rutherford, nel 1911, ipotizzò che l’atomo fosse costituto da una parte centrale chiamata nucleo, in cui era concentrata tutta la massa e la carica positiva, e che gli elettroni si trovavano nella zona periferica, a grande distanza. Mentre lavorava con Niels Bohr (che aveva sviluppato un modello atomico in cui gli elettroni si muovevano in orbite circolari od ellittiche, come in un sistema planetario) Rutherford avanzò una proposta sull' esistenza di particelle neutre, (i neutroni), che potevano compensare l'effetto repulsivo delle cariche positive dei protoni, aumentando le forze nucleari attrattive e impedendo così ai nuclei degli atomi pesanti di disintegrarsi.

6. L’ESPERIMENTO DI RUTHERFORD Ernest Rutherford 1 particella su 20 000 colpiva il nucleo, le altre proseguivano nel loro cammino Questo mostra come il raggio di un atomo (distanza nucleo-elettrone) sia 100 000 volte superiore del raggio del singolo nucleo (protoni e neutroni). L’ipotesi della teoria atomica di Rutherford nasceva da un’importante esperimento effettuato da due suoi allievi. Una lamina sottilissima ( s = 0,0004 mm) di metallo (oro) veniva bombardata da particelle alfa veloci (carica positiva). Uno schermo rivelatore indicava i punti di arrivo delle particelle alfa, permettendo così di stabilire la loro traiettoria dopo il passaggio attraverso la lamina.

7. IL MODELLO ATOMICO DI BOHR Niels Bohr 1885 – 1962 Fisico - matematico Nobel per la fisica nel 1922 Il modello di Bohr si basa su alcune ipotesi fondamentali: Gli elettroni ruotano intorno al nucleo su orbite circolari. Ognuna di queste orbite ha un raggio ben definito. L’elettrone è soggetto alla forza di attrazione del nucleo. Questa forza che provoca la rotazione dell’elettrone non è che la forza centripeda. Gli elettroni nelle loro orbite possiedono una certa quantità di energia; essendo in moto hanno un’energia cinetica, inoltre hanno una energia potenziale dovuta all’attrazione elettrostatica tra elettrone e nucleo. Finché un elettrone rimane nella sua orbita, non emette e non assorbe energia. Il fisico Danese N. Bohr, nel 1913, introduce la teoria degli elettroni che viaggiano in orbite circolari od ellittiche ben definite, che corrispondono ai diversi stadi di energia intorno al nucleo dell'atomo. Bohr, inoltre, introdusse l'idea che un elettrone possa cadere da un'orbita di alta energia a una con energia più bassa, emettendo un fotone di energia definita.

8. IL MODELLO ATOMICO DI BOHR Niels Bohr 1885 – 1962 Fisico - matematico Nobel per la fisica nel 1922 Gli elettroni ruotano intorno al nucleo su orbite circolari. Ognuna di queste orbite ha un raggio ben definito. L’elettrone è soggetto alla forza di attrazione del nucleo. Questa forza che provoca la rotazione dell’elettrone non è che la forza centripeda. Gli elettroni nelle loro orbite possiedono una certa quantità di energia; essendo in moto hanno un’energia cinetica, inoltre hanno una energia potenziale dovuta all’attrazione elettrostatica tra elettrone e nucleo. Finché un elettrone rimane nella sua orbita, non emette e non assorbe energia.