chimica

L'ATOMO
Sono stati i greci i primi a pensare che la materia fosse composta di particelle. A loro volta, gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole: i protoni, i neutroni e gli elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, gli elettroni negativa e i neutroni non hanno carica.

STRUTTURA DELL'ATOMO
Il cuore di un atomo è formato da un nucleo che è molto piccolo rispetto all'atomo, ma ne contiene quasi tutta la massa. Le particelle che lo compongono sono i protoni e i neutroni.Il numero dei protoni del nucleo è il numero atomico di un elemento; quello di protoni e dei neutroni insieme indica, invece, il numero di massa.Gli elettroni, che sono esterni al nucleo, sono numericamente uguali ai protoni, ma hanno una massa molto piccola.

LA TEORIA ATOMICA DI DALTON
All'inizio del 1800 lo scienziato inglese John Dalton formulò la prima teoria atomica della materia scientificamente valida. Dalton si rese conto che questa ipotesi forniva una perfetta chiave di interpretazione di tutte le fondamentali leggi della chimica a quei tempi già note (la legge di conservazione della massa, la legge delle proporzioni definite e la legge delle proporzioni multiple da lui stesso enunciata).Il termine atomo (dal greco: indivisibile) fu ripreso dal filosofo greco Democrito che per primo, nel IV sec. a.C., aveva ipotizzato che la materia fosse costituita da particelle indivisibili. Quella di Democrito era una teoria filosofica, non si basava cioè su dati oggettivi e non incontrò daltronde un grande favore. Nei secoli che seguirono, infatti, le interpretazioni più seguite furono altre e fu necessario aspettare 2000 anni perchè queste idee riprendessero piede. Dal 1800 a oggi la teoria atomica di Dalton ha avuto continue conferme e da non molti anni, attraverso l'uso di tecniche microscopiche sofisticate, è stato anche possibile ottenere immagini dirette di alcuni atomi.
I punti principali della teoria atomica di Dalton possono essere così schematizzati:
La materia ha una natura discontinua ed è costituita da particelle microscopiche non ulteriormnte divisibili (atomi).
Gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali.
Gli atomi di elementi differenti sono diversi.
Nei composti e nelle reazioni chimiche non possono essere presenti che numeri interi di atomi (non ha cioè senso parlare di frazioni di atomi).
Anche la teoria di Dalton tuttavia dovette ben presto essere modificata. Le nuove scoperte fatte tra la fine del 1800 e l'inizio del 1900 dimostrarono infatti che l'atomo è divisibile e costituito da particelle più piccole dette subatomiche. Rimane valida la seguente definizione di atomo:
L'atomo è la più piccola parte di un elemento che ne mantiene le caratteristiche.

L'elettrone
Delle tre particelle che costituiscono l’atomo, l’elettrone è il più leggero, la sua massa è
infatti: me = 9.1 × 10-28 gr. L’elettrone viene abbreviato con il simbolo “e”. L’elettrone è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole, la carica di questo è negativa.
La scoperta degli elettroni nel 1897 avviene da parte di J.J.Thompson. Egli mentre studiava la natura dei raggi catodici per mezzo di tubi a scarica nei gas, scoprì tramite delle scariche elettriche prodotte da lui stesso all’interno di un tubo che conteneva un gas rarefatto un flusso di particelle con carica negativa, che venivano dal catodo, e costituenti quindi i raggi catodici. Il fisico arrivò alla conclusione che con qualunque gas e materiale usato per l’apparecchiatura il risultato sarebbe stato il medesimo, e dedusse che queste particelle chiamate in seguito elettroni facevano parte dell’atomo stesso. In seguito scoprì che un elettrone è all’incirca 1840 volte più piccolo di un atomo di idrogeno (H).




Il protone
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e. La scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso. Intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone. La sua scoperta viene generalmente attribuita a Ernest Rutherford.



Il neutrone
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone. Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica, ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone.





Ernest Rutherford
Fisico, ideò il modello planetario dell'atomo; fu tra i primi a comprendere la natura della disintegrazione spontanea degli atomi radioattivi degli elementi ed a conseguire la disintegrazione artificiale del nucleo, ponendo così le basi della "teoria della radioattività". Per questo, nel 1908, gli fu assegnato il premio Nobel per la chimica.
Nel 1895 vince una borsa di studio per il famoso Laboratorio Cavendish di Cambridge, diretto da J.J.Thomson, ove svolse importanti ricerche che gli meritarono, nel 1897, la cattedra di fisica all'Università di Montreal, dove iniziò lo studio della radioattività.Nel 1907 ottenne una cattedra all'Università di Manchester; nel 1918 viene nominato "socio straniero" dell'Accademia Nazionale dei Lincei. Nel 1919 successe a Thomson nella cattedra all'Università di Cambridge e nella direzione dei Laboratori Cavendish, uno dei traguardi maggiormente ambiti nel mondo scientifico.Fu eletto membro onorario di quasi tutte la Accademie scientifiche del mondo, ed alla sua morte fu sepolto a Westminster.
Non comprese la teoria della relatività ma sostenne Bohr nelle ricerche di fisica quantistica e con i suoi esperimenti sulle particelle a giunse al concetto di nucleo dell'atomo, chiave di volta di tutta la fisica moderna.