L’ EVOLUZIONE DEI MODELLI
ATOMICI NEL TEMPO
A cura di: Valentina Calavitta e
Vito Leone
Classe III E
DEFINIZIONE DI ATOMO
L'atomo è la più piccola parte di ogni elemento
esistente in natura che ne conserva le
caratteristiche chimiche
Un atomo era inizialmente considerato un'unità
indivisibile; la parola deriva dal greco ατομος
(«atomos»), «che non si può dividere».
I primi filosofi che formarono la dottrina dell’
indivisibilità dell’ atomo furono Leucippo,
Democrito e Epicuro.
LEUCIPPO


supponeva che la sostanza degli
atomi fosse piena e solida, la
chiamò essere e disse che si
muove nel vuoto, al quale dette il
nome di non essere, dicendo che
esso esiste non meno dell'essere."
Gli atomi sono indivisibili e
inalterabili essendo solidi non
contengono vuoto … nel vuoto
infinito sono separati fra di loro e
si differenziano per forma,
grandezza, ordine e disposizione,
si muovono nel vuoto e,
scontrandosi, in parte rimbalzano
e vengono spinti a caso, in parte si
collegano … e restano uniti e così
avviene la generazione …"
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Leucippo Mileto nel V secolo a. C.
EPICURO
Egli utilizza la teoria degli
atomi per liberare l'uomo da
alcune delle sue paure
primordiali, come quella
della morte. Grazie alle
impronte che le cose
sensibili lasciano nell'anima
l'uomo è in grado di
formulare dei pregiudizi che
però non sempre
corrispondono alla verità.
Epicuro (Samo, 341 AC - Atene,
270/271 AC
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•1795 Alessandro Volta realizza un dispositivo che
produce energia elettrica da una comune reazione
chimica.
•1860 Crookes effettuò esperienze con il tubo di
Geissler inserendo due lamine metalliche. Scoprì che si
generava una luce con colori diversi. Constatò la
presenza di corpuscoli (raggi catodici) di materia capaci
di muovere un mulinello posto sul loro cammino
•1895 Thomson lavorò sui raggi catodici e constatò e
calcolò il rapporto tra la carica elettrica e la massa.
Queste particelle vennero chiamate elettroni.
SCOPERTA DELL’ ELETTRONE
(fine dell‘ Ottocento)
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Con la scoperta dell'elettrone fu dimostrato che
l'atomo non era affatto indivisibile ma composto
da particelle più piccole
L’ atomo è composto da un nucleo carico
positivamente e da un certo numero di elettroni,
carichi negativamente, che gli ruotano attorno.
Il numero degli elettroni che ruotano attorno al
nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo.
Essendo dette cariche di valore uguale (a parte il
segno), un atomo è normalmente elettricamente
neutro. Per questo motivo la materia è
normalmente elettricamente neutra.
STRUTTURA DELL’ ATOMO
NUCLEO
Parte centrale dell’ atomo
NEUTRONE
è una particella
Subatomica senza carica
Elettrica e con massa
Di 939,57 MeV/c²
PROTONE
è una particella
Dotata di carica elettrica
Che può esistere libera o
Legata in un nucleo atomico
Il valore della sua carica è
Uguale all’ elettrone ma di
Segno opposto:
1,602 × 10ˉ19
ELETTRONE
È una particella subatomica
Possiede una carica elettrica
Negativa di
Qe = -1,6 x 10 -19 coulomb
E di una massa di
9,10 x 10 -31 kg
JOHN DALTON

Nel 1803 spiegò che le sostanze sono formate dai loro
componenti secondo rapporti ben precisi fra numeri
interi, ipotizzando che la materia fosse costituita da
atomi. Nel 1844 formulò la sua teoria atomica, che
enunciava:
• la materia è formata da particelle
elementari chiamate atomi;
• gli atomi di uno stesso elemento sono
tutti uguali tra loro;
• gli atomi non sono ulteriormente
scomponibili;
• gli atomi non possono essere né creati né
distrutti
JOSEPH JOHN THOMSON

Nel 1898 Thomson propose il primo
modello fisico dell'atomo: aveva
scoperto un anno prima l'elettrone.
Egli immaginò che un atomo fosse
costituito da una sfera di materia
caricata positivamene (protoni e
neutroni non erano stati ancora
scoperti) in cui gli elettroni - negativi
- erano immersi. Il modello di
Thomson raffigurava l’ atomo come
una sfera materiale di raggio r = 10 10 m. La carica positiva e diluita,
occupava tutta la sfera, gli elettroni,
in numero tale da equilibrare la
carica positiva dell’ elemento.
Joseph JohnThomson
Nobel per la fisica 1906
ESPERIMENTO DI RUTHERFORD

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Nel 1911 Ernest Rutherford bombardò un
sottilissimo foglio di oro, posto fra una sorgente di
particelle alfa e uno schermo al solfuro di zinco. Le
particelle, passate attraverso la lamina, sarebbero
rimaste impresse sullo schermo.
L'esperimento portò alla constatazione che i raggi
alfa non venivano quasi mai deviati. Essi
attraversavano il foglio di oro senza quasi mai
esserne disturbati. Solo l'1 % dei raggi incidenti era
deviato dal foglio di oro e lo era in modo notevole
(alcuni, addirittura, venivano completamente
respinti).
Solo l'1 % dei raggi incidenti era
deviato dal foglio di oro
Particelle alfa o raggi alfa
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Le particelle alfa o raggi alfa sono una forma di
radiazione corpuscolare con un basso potere di
penetrazione. Consistono di due protoni e due neutroni
legati insieme dalla forza forte,
I raggi alfa, a causa della loro carica elettrica,
interagiscono fortemente con la materia e quindi
vengono facilmente assorbiti dai materiali e possono
viaggiare solo per pochi centimetri nell'aria. Possono
essere assorbiti dagli strati più esterni della pelle umana
e così generalmente non sono pericolosi per la vita a
meno che la sorgente non venga inalata o ingerita. In
questo caso i danni sarebbero invece maggiori di quelli
causati da qualsiasi altra radiazione ionizzante. Se il
dosaggio fosse abbastanza elevato comparirebbero tutti i
sintomi tipici dell'avvelenamento da radiazione.
MODELLO PLANETARIO

Dai risultati ottenuti, Rutherford propose un modello di
atomo in cui quasi tutta la massa dell'atomo è concentrata
in una porzione molto piccola, il cosiddetto nucleo (carico
positivamente) e gli elettroni gli ruotano attorno così come i
pianeti ruotano attorno al sole.
PROBLEMI DEL MODELLO DI
RUTHERFORD
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
Secondo la teoria elettromagnetica una carica che subisce una
accelerazione emette energia sotto forma di RADIAZIONE
ELETTROMAGNETICA.
Gli elettroni dell'atomo di Rutherford, che si muovono di moto
circolare intorno a nucleo, dovrebbero emettere onde
elettromagnetiche e quindi, perdendo energia, cadere sul nucleo
stesso, cosa che invece non accade. Inoltre un elettrone, nel
perdere energia, potrebbe emettere onde elettromagnetiche di
qualsiasi lunghezza d'onda.
Questa possibilità è stata esclusa nella teoria e nella pratica da studi
di Max Planck e, successivamente, di Albert Einstein.
SOLUZIONI AL MODELLO DI
RUTHERFORD
Bohr (1913) propose un modello di atomo basato su tre nuovi
postulati da aggiungere al modello planetario di Rutherford
1) Esiste un insieme discreto di orbite stabili, (stati stazionari) per
gli elettroni, con energie En, in cui essi non irraggiano.
2) L’atomo irraggia solo nella transizione da uno stato stazionario all’altro,
emettendo radiazione di frequenza dipendente dai due stati energetici
3) Il momento angolare dell’ elettrone nelle orbite stabili è
quantizzato secondo la regola (orbite circolari)
CALAVITTA VALENTINA E LEONE VITO
PARTICELLE O RAGGI
ALFA
 Le
radiazioni alfa
sono nuclei di elio
(He), costituite quindi
da due protoni e due
neutroni.
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
La sua massa è poco più di 1800 volte
quella dell'elettrone (circa 1836) e quasi
uguale a quella dell’ elettrone.
Il protone viene iscritto alla categoria dei
barioni, in quanto è "composto" da tre
quark, detti di valenza: due up e un down
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è una particella subatomica senza carica elettrica
e con massa di 939,57 MeV/c² (leggermente
superiore a quella del protone, pari a 938,27
MeV/c²). I nuclei atomici degli elementi sono
composti da protoni e neutroni. Al di fuori del
nucleo, i neutroni sono instabili ed hanno una
vita di circa 15 minuti. Il neutrone è classificato
come barione, e consiste di due quark down e
un quark up.
La caratteristica dei neutroni, che li differenzia
dalle altre particelle subatomiche, è l'assenza di
carica elettrica. Questa proprietà dei neutroni
ritardò la loro scoperta, li rende molto
penetranti, e impossibili da osservare
direttamente.
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L'elettrone viene comunemente rappresentato dal
simbolo e-. L'antiparticella dell'elettrone è il positrone,
che si differenzia solo per la carica elettrica positiva.
La massa dell'elettrone è circa 1/1836 di quella di
neutroni e protoni.
L'elettrone appartiene alla classe delle particelle
subatomiche dette leptoni, che si ritiene siano
componenti fondamentali della materia
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