ETIMOLOGIA:dal greco ἄτομος che significa indivisibile. ἄτομος è un unione di ἄ
che significa alfa privativo più τομῆ -tomê che significa divisione.
Un atomo è un sistema microscopico costituito da:
Neutroni:hanno una massa di(1,675 • 10 -24 g)e una carica uguale a 0.
Protoni:hanno una massa di(1,673 • 10 -24 g)e una carica uguale a (1,6• 10-19 C)
Elettroni:hanno una massa di(1,675 • 10 -24 g)e una carica uguale a carica(-1,6•10-19 C)
STORIA
-Nel 5-4° sec.AC Democrito fece una prima descrizione dell'atomo.Secondo il filosofo l'atomo(l'essere) è indivisibile ed è immerso nel vuoto(il non essere),ed è grazie al movimento di questi che tutto è ed esiste.Per Democrito gli Atomi sono il principio primo di ogni realtà e sono eterni ed immutabili:non possono essere distrutti ed esistono da sempre e sempre esisteranno.
-Nel 4-3° sec.AC Epicuro diede una nuova definizione di atomo.Secondo il filosofo l'atomo è immutabile ed ha infinite forme,grandezze e masse e si muove in un vuoto infinito.Gli atomi cadendo possono deviare dando cosi vita ai corpi.
-Nel seconda metà del 1600 Robert Boyle da vita alla nuova chimica.Classifica gli atomi in base alla loro affinità,nelle reazioni gli atomi con minore affinità sono sostituiti da quelli con maggiore affinità.In questo periodo sono disegnate le prime tavole atomiche che classificano gli atomi ,appunto, in base alla loro affinità e quindi alla loro reattività.
-Nella seconda metà del 1700 Antoine Laurent Lavoisier formula il principio della conservazione della massa nelle reazioni chimiche.Secondo il quale:"Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma"
-Nei primi del 1800 John Dalton dichiarò che,la a materia è formata da piccolissime particelle indivisibili e indistruttibili chiamate atomi.Tutti gli atomi di uno stesso elemento sono identici,hanno la stessa massa e non possono essere trasformati in atomi di altri elementi.Gli atomi di un elemento si legano agli atomi di altri elementi solo per numeri interi e non possono essere né creati né distrutti ma si trasferiscono interi da un composto ad un altro.
-Nella seconda metà del 1800 J.J. Thomson dimostrò l'esistenza di particelle cariche negativamente(elettroni) grazie allo studio dei raggi catodici e riusci a calcolarne il rapporto tra massa e carica.
-Nel 1900 Millikan misurò la massa e la carica di un elettrone scoprendo che essa era di ben 1/1830 più piccola di un atomo di idrogeno.Questa scoperta rivoluzionò la chimica e la fisica,dimostrando così che l'atomo non era la particella più piccola.
-Nel 1911 Rutherford scoprì l'esistenza del nucleo.L'esperimento che gli consentì di scoprire il nucleo consisteva nel bombardare una lamina d'oro con particelle α.Ne uscì che alcune particelle venivano fermate dalla lamina altre invece venivano deviate a causa della repulsione elettrostatica.Di conseguenza Rutherford dedusse che la gran parte della massa con carica positiva si trovava in un nucleo di dimensioni molto piccole è calcolò la dimensione dell'atomo (10-8 cm) e del nucleo (10-12 cm).Queste teorie però non si accordavano con le teorie dell'elettromagnetismo e infatti,una carica elettrica in moto emette energia sotto forma di radiazione elettromagnetica e l'elettrone, dotato di una carica elettrica, nella sua orbita intorno al nucleo avrebbe dovuto perdere continuamente energia e finire quindi col collassare sul nucleo.
-Nel 1912 Niels Bohr risolse il problema.Dichiarando che non c'è emissione di energia quando un elettrone orbita intorno a un orbita stazionaria.E che quindi gli elettroni occupano solo posizioni stabili,e per questo non collassano nel nucleo.Tutto ciò però doveva rispettare la relazione
Dove mvr è il momento angolare di una particella,m è la massa di una particella,v la frequenza della radiazione emessa,n un numero naturale,e h è la costante di Plank pari a 6.63 x 10-34 joule s.Da questo se ne deduce che l'energia di un atomo è ben determinata.Se si facesse una spettrografia dell'idrogeno(a bassa pressione)in un tubo di vetro con due elettrodi ai capi si scoprirebbe che questo non emette una gamma continua di frequenze ma limitata e determinata.Ma ancora una volta questo modello non è valido perchè va contro il principio di indeterminazione ovvero quello di Heisenberg.
-Siamo nel 1925 e Heisenberg rivoluziona nuovamente l'intero modello atomico dando anche vita alla meccanica quantistica. Lo scienziato dichiara che la precedente relazione di Bhor comporta degli errori e che se si calcola la velocità di un elettrone la sua posizione sarebbe del tutto indeterminata e con un errore maggiore a 50 Angstrom rispetto alla sua posizione reale (una dimensione enorme considerando quella dell'atomo).Se mentre nel modello di Bhor la posizione dell'elettrone era ben definita ovvero 0.53 Angstrom dal nucleo,nel modello di Heisenberg l'elettrone si trova con maggiori probabilità alla distanza di 0.53 Angstrom(ma possibilità e determinismo non sono la stessa cosa).In conclusione secondo la formula
se conosciamo la quantità di moto(p) di un elettrone non possiamo conoscere la sua posizione(x) e viceversa.Questo fa si che non si possano conoscere contemporaneamente due incognite.
Gianluca Tozzi ©
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