I Modelli Atomici


  • IL MODELLO A “PANETTONE” DI THOMSON

Thomson formulò primo modello atomico, secondo il quale le particelle negative erano immerse in una massa carica positivamente, tale da neutralizzare le cariche. Identificò inizialmente l’elettrone come il protone che portava l’idrogeno all’idrolisi, ma in realtà era proprio l’elettrone. Scoprì il rapporto carica/massa.

  • RUTHERFORD ed il MODELLO PLANETARIO

Fu il secondo, dopo Thomson, a formulare un vero e proprio modello atomico. Egli fece convergere delle radiazioni alfa (+) contro una lamina d’oro. Osservò che circa il 95% della radiazione passava senza venire deviata; una piccola percentuale invece veniva deviata, e pochissimi fasci tornavano indietro.

Così pensò che l’atomo avesse degli spazi vuoti, con la massa maggiormente concentrata in un punto centrale che costituisce il 2% delle dimensioni totali.

Creò così il suo modello atomico, detto “PLANETARIO”, poiché vedeva il nucleo al centro, come il Sole nel nostro Sistema Solare, e gli elettroni che ruotano attorno, come i pianeti. Il collasso sarebbe poi impedito dall’equiuìlibrio tra la forza elettrostatica, che attira l’elettrone verso il nucleo, e la forza centrifuga, che invece gli impedisce di ricadere al centro.

La carica del nucleo dipenderebbe dal solo numero di elettroni, mentre la massa sarebbe determinata dal nucleo, che tuttavia occupa uno spazio minimo. Calcolò come valore di densità del nucleo: 1011kg/cm3

Ma c’è un grosso problema in questa teoria: l’elettrone dovrebbe perdere massa, con conseguente diminuzione della forza centrifuga, e tutto verrebbe risucchiato; ma ciò non accade: l’ATOMO è STABILE.

  • IL MODELLO ATOMICO DI BOHR

Nel 1913 il giovane fisico danese N. Bohr propose un modello atomico rivoluzionario partendo dallo studio dell’elemento più semplice, l’idrogeno, al fine di spiegarne lo spettro di emissione. Egli distinse il comportamento dell’elettrone relativamente a due stati differenti (normale ed eccitato), avanzando due postulati. 1°POSTULATO-STATO STAZIONARIO: nell’atomo gli elettroni normalmente emettono radiazioni elettromagnetiche perché si muovono lungo orbite privilegiate caratterizzate ciascuna da diversi livelli di energia. 2° POSTULATO-STATO ECCITATO: si verificano emissioni di energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche solo quando un elettrone salta da un’orbita a energia superiore verso una a energia inferiore. Per spiegare lo spettro a righe pensò che quando all’atomo viene fornita energia, l’elettrone ne acquisiva una quantità tale da permettergli un salto verso un’orbita a energia superiore; dopo ciò tornerà all’orbita di partenza resituendo l’energia acquisita sotto forma di quanti di luce, di E proporzionale all’ampiezza del salto compiuto.

Il modello atomico di Bohr è dunque costituito da orbite circolari attorno al nucleo, ciascuna più istante delle altre: la prima dista 52/53pm (raggio di Bohr). Ciascuna orbita definisce un livello energetico, crescente verso l’esterno, e si indica con il numero intero “n” detto “numero quantico principale” che assume valori da 1 a infinito.

I QUANTI

Definizione di Max Planck:

L’Energia trasportata da una radiazione elettromagnetica di frequenza ν è:

E=hν

Dove h: costante di Planck, e ν: frequenza.