I modelli atomici
La teoria di Dalton
All’inizio del XIX lo studioso Dalton, utilizzando le leggi fondamentali della chimica
note a quel tempo (la legge delle proporzioni definite e la legge della
conservazione della massa) ed aggiungendone un’altra formulata da lui stesso (la
legge delle proporzioni multiple: combinando una certa quantità di un elemento
con una quantità di un altro elemento, il rapporto di queste due quantità rimarrà
sempre costante e sarà sempre esprimibile con numeri interi e piccoli. Per esempio
nella combinazione tra ossigeno e carbonio c’è sempre un rapporto di 1:2, infatti si
scrive: CO2.), arrivò alla conclusione che la materia fosse discontinua e quindi
formata da particelle.
Sulla base di queste tre leggi Dalton formulò la prima teoria atomica che può
essere schematizzata così:
- La materia non è continua, ma è composta da particelle che non possono
essere ulteriormente divise né trasformate: gli atomi.
- Gli atomi di un particolare elemento sono tutti uguali tra loro ed hanno la
stessa
massa.
- Gli atomi di elementi diversi hanno massa e proprietà differenti.
- Le reazioni chimiche avvengono tra atomi interi e non tra frazioni da essi.
- In una reazione chimica tra due o più elementi gli atomi, pur conservando la
propria identità, si combinano secondo rapporti definiti dando luogo a
composti.
Il modello atomico di Thompson
Dopo le teorie antiche ( Democrito, Leucippo, Lucrezio) e adesso anche
confermato da Dalton sembrava dimostrato che la materia fosse costituita da
mattoni primari, particelle indivisibili o, detto brevemente: atomi (dal greco: non
tagliabile, non divisibile), ma nel 1897 J.J.Thompson fa una scoperta che
sconvolge questa ipotesi:
il 30. aprile 1897 ha annunciato che l’atomo non è la più piccola unità di materia,
ma che questo a sua volta sia costituito da particelle minori: la prima, l’elettrone, è
stata da lui individuata. Per circa due anni ha condotto esperimenti con un tubo
catodico per poter dimostrare questa scoperta. Gli esperimenti funzionavano in
questo modo:
Usando un tubo a raggi catodici [nel disegno],
Thompson ha notato che il fascio veniva deviato dal
campo elettrico creato dalle due placche sottoposte a
una differenza di potenziale. Doveva pertanto essere
formato da particelle cariche negativamente. Non potendo misurare
direttamente la massa di queste particelle, lo scienziato ha invece misurato di
quanto i raggi catodici venivano deviati e di quanta energia erano dotati, ed
è risalito al rapporto tra massa della particella e carica.
Dopo qualche tempo Thompson riesce a misurare precisamente la massa e la
carica dell’elettrone: La massa è 1/1836 di quella dell’atomo di idrogeno,cioè
9,11 x 10^-28 g, mentre la carica vale -1,6 x 10^-19 C.
Thompson formulerà anche un modello della struttura dell'atomo, a "panettone",
formato da una nube di particelle cariche positivamente nella quale gli elettroni
sono inseriti come l'uvetta.
