Il modello
Tutti i corpi in
movimento
hanno una doppia
natura: particella
e onda
La conoscenza della doppia natura delle particelle ha portato
alla definizione del nuovo modello atomico, con il quale la
visione tradizionale viene completamente abbandonata.
Louis-Victor de Broglie
Fisico francese (Dieppe, 1892 - Neuilly-sur-Seine, 1987). Dopo gli studi
di storia si dedicò alla fisica. Nelle sue ricerche diede un’interpretazione
quantitativa alla doppia natura di materia ed energia, portando
in questo modo contributi fondamentali alla meccanica quantistica.
Vinse nel 1929 il premio Nobel per la Fisica per la dimostrazione
del comportamento dualistico degli elettroni. Fu membro
dell’Accademia delle Scienze, dell’Accademia di Francia e, dal 1945,
consigliere della Commissione francese per l’energia atomica.
Werner Heisenberg
Fisico tedesco (Würzburg, 1901 - Monaco di Baviera,
1976). Allievo di Sommerfeld, divenne nel 1927
professore di fisica teorica all’Università di Lipsia e poi
direttore del Max Planck Institut di Berlino. È stato
uno dei fondatori della meccanica quantistica. Nel
1925, con M. Born e P. Jordan, elaborò la meccanica
delle matrici, partendo dalla frequenza e dall’intensità
della luce emessa da un atomo e ottenendo risultati
analoghi a quelli della meccanica ondulatoria di
Schrödinger. Oltre al principio di indeterminazione,
a lui si devono anche l’ipotesi che il nucleo sia
costituito solamente da protoni e neutroni e
l’introduzione delle forze di scambio per spiegare il
legame tra essi. Premio Nobel per la Fisica nel 1932.
atomico
attuale
Gli elettroni hanno la più alta probabilità
di stare in alcune zone dette “orbitali”
Robert Sanderson Mulliken
Chimico e fisico statunitense (Newburyport, Massachusetts, 1896 Arlington, Virginia, 1986). Insegnante universitario, si occupò
inizialmente della separazione degli isotopi per poi passare allo
studio della struttura elettronica delle molecole. A lui si deve
l’introduzione dei concetti di orbitali atomici e di ibridizzazione
degli orbitali che utilizzò per spiegare il legame covalente. Premio
Nobel per la Chimica nel 1966.
Gli elettroni
occupano
gli orbitali a uguale energia
secondo ben precise regole
Anche l’elettrone può
essere considerato
un’onda
Erwin Schrödinger
Fisico austriaco (Vienna 1887-1961).
Professore all’università di Berlino, si trasferì
in Inghilterra all’avvento del nazismo,
per ritornare in Austria nel 1955. Si dedicò
prima alla teoria dei quanti e in seguito
alla creazione della meccanica ondulatoria.
A lui si deve l’equazione che descrive
la propagazione delle onde della
meccanica ondulatoria e che consente anche
di ricavare i livelli energetici degli atomi in modo
più vicino ai risultati sperimentali di quanto si era
ottenuto con la meccanica quantistica. Nel 1926
Schrödinger riuscì a dimostrare l’equivalenza
della meccanica ondulatoria con la meccanica
delle matrici di Heisenberg. Ottenne nel 1933
il premio Nobel per la Fisica.
ll o
ode atom
m
La
precisione
delle misure
ottenibile nei sistemi
tradizionali non è più
pensabile per i sistemi
atomici
Protagonistieidee
a ttuale
o
ic
In un orbitale
possono stare
al massimo due elettroni
Wolfgang Ernst Pauli
Fisico austriaco (Vienna, 1900 - Zurigo, 1958), dopo la
laurea a Vienna continuò gli studi a Monaco, sotto la guida
di Sommerfeld. Fu poi assistente di Born e quindi docente
all’Università di Amburgo, dove contribuì a elaborare i
fondamenti della meccanica quantistica, tra cui il principio
di esclusione che porta il suo nome. Nominato professore
di Fisica teorica all’Istituto Federale di Tecnologia di Zurigo,
si interessò anche al decadimento beta, per il quale
propose l’esistenza di una particella senza carica e senza
massa che Fermi, successivamente, chiamò neutrino. Allo
scoppio della Seconda guerra mondiale, emigrò negli Stati
Uniti, rientrando a Zurigo alla fine delle ostilità. Nel 1945
ricevette il premio Nobel per la Fisica per la scoperta del
Principio di esclusione.
Friedrich Hund
Fisico tedesco (Karlsruhe, 1896 - Gottinga, 1997),
dopo la laurea perfezionò i suoi studi sotto la guida
di Bohr a Copenhagen. Insegnò nelle principali
università tedesche per ritornare nel 1957 a Gottinga
dova rimarrà fino al ritiro. Ha dato un importante
contributo alle teorie quantistiche definendo alcune
regole sullo stato dello spin elettronico negli orbitali
per i quali prevede che si abbia il massimo numero
di elettroni spaiati paralleli (regola della massima
molteplicità di spin). Insieme a Mulliken descrive
gli orbitali molecolari.
1. Quali risultati determinarono la fine della validità del modello di Bohr?
2. Quale concezione dell’elettrone radicalmente diversa da
quella tradizionale è alla base del moderno modello atomico?
3. Nel moderno modello atomico la probabilità gioca un
ruolo fondamentale. Quali sono le zone dello spazio in
cui è più facile localizzare gli elettroni?
