Evoluzione dei modelli atomici

Il primo a pensare che la materia non fosse continua e compatta, come era stata da sempre concepita, fu Democrito, che affermò che tutti i corpi sono costituiti da particelle tanto piccole da essere invisibili, infinitamente dure, non ulteriormente divisibili, immutabili, eterne : gli ATOMI. Di fatto la parola atomo deriva dal greco A-tomos che significa non ulteriore divisibile. Le sue teorie furono elaborate 150 anni dopo dal filosofo Epicuro.

Gli atomi di Demetrio ed Epicuro tornarono ad essere presi in considerazione all'inizio dell'800, al nascere della chimica moderna. Secondo l'intuizione di Dalton il concetto di atomo, intesa come particella ultima della materia , era l'unico in grado di spiegare le leggi ponderali fondamentali della chimica . A partire da Dalton i chimici pensarono che esistessero un numero limitato di diversi tipi di atomi , a ciascuno dei quali corrisponde un elemento chimico diverso. Successivamente si chiarì anche la differenza tra atomo e molecola grazie ad Avogadro e Cannizzaro che diedero preziosi indicazioni quantitative circa le reali dimensioni degli atomi.La sua teoria venne in seguito sostituita perché non era in grado di spiegare i fenomeni elettrici e la natura dei legami che uniscono tra loro gli atomi formando molecole.

W. Crookes scoprì l'esistenza di raggi fluorescenti che si sviluppano nei tubi catodici , tali raggi furono chiamato appunto CATODICI e se ne definirono le caratteristiche. Si trattava di particelle aventi carica negativa ed erano presenti in tutti gli atomi , poiché si sviluppavano con qualunque tipo di gas venisse inserito nel tubo.

Le particelle identificate da W, Crookes furono denominate da Thomson ELETTRONI e abbozzò nel 1904 il primo modello atomico detto a "panettone" concependo l'atomo come una sferetta omogenea carica di elettricità positiva in cui sono immersi gli elettroni negativi e il cui numero è tale da rendere l'atomo nel suo complesso elettricamente neutro. Thomson aveva pienamente ragione di pensare l'elettrone così piccolo rispetto alla massa complessiva dell'atomo : egli stesso infatti aveva misurato la massa dell'atomo e aveva trovato che ammontava ad una frazione quasi insignificante della massa dell'atomo più leggero : la massa dell'elettrone è infatti1/1840 della massa dell'atomo di idrogeno.

tentativo di adattamento del modello di Borh . Per ogni livello energetico indicato dal numero quantico principale n, sono possibili orbite ellittiche di diversa eccentricità individuate da un secondo numero quantico legato al momento angolare dell'elettrone. Nonostante i continui adattamenti il modello atomico presentava problemi sia dal punto di vista sperimentale sia da quello teorico.

Modello puramente quantistico dell'elettrone, esso non è più visto come una particella ma come un'onda materiale. L'elettrone non è più localizzato in un punto preciso dello spazio , ma

Il modello di Thomson dovette essere dopo pochi anni abbandonato, perché in evidente contrasto con i risultati ottenuti da una determinata esperienza compiuta da E. RUTHERFORD. Il fisico neozelandese usò le particelle alfa emesse da atomi di elio privi di elettroni prodotte da materiali radioattivi per bombardare una sottile lamina d'oro, posta davanti ad uno schermo circolare. Osservando i punti di contatto delle particelle dopo l'attraversamento della lamina , notò che la maggior parte di esse le attraversava indisturbate , mentre una piccola parte deviava leggermente e qualcuna addirittura veniva respinta. Ciò significava evidentemente che la materia fosse per la maggior parte "soffice", con all'interno dei punti solidi, duri; le particelle alfa, quindi, venivano deviate o respinte solo quando incontravano zone dure. Poiché le particelle alfa sono cariche positivamente , Rutherford dedusse che queste zone più dure fossero anch'esse cariche positivamente, provocando repulsioni delle stesse particelle. Sulla base di questi esperimenti , si basò il nuovo modello atomico dinamico. Rutherford capì poi che il nucleo non può essere formato solo da protoni, perché se cos' fosse la carica nucleare dovrebbe risultare circa uguale alla massa dell'atomo. D a questa considerazione si dedusse che il nucleo dovesse contenere altre particelle.

Questo modello di Rutherford si dimostrò imperfetto poiché un elettrone in movimento intorno al nucleo avrebbe dovuto irradiare energia con successiva diminuzione del raggio dell'orbita fino a precipitare nel nucleo