I modelli atomici

Nel tentativo di creare un modello della struttura atomica che consentisse una spiegazione di tutti i fenomeni osservati, l’inglese J.J. Thomson suggerì nel 1904 un'ipotesi secondo la quale ogni atomo era costituito da una sfera d'elettricità positiva, in cui si trovavano immersi gli elettroni "come semi all’interno di un frutto".
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Modello di Thomson

Questo modello si rivelò subito inadeguato a rendere conto dei fatti sperimentali, essendo anzi in contrasto con molti di loro. Per tale motivo la teoria di J.J. Thomson fu presto abbandonata, sostituita da quella che un altro fisico inglese, Ernest Rutherford, enunciò nel 1911, alla luce d'alcune memorabili esperienze effettuate in seguito alla scoperta della radioattività.

Secondo il modello di Rutherford l’atomo dovrebbe avere una configurazione simile a quella del sistema solare: al centro dovrebbe trovarsi il nucleo nel quale è concentrata quasi tutta la massa dell’atomo e tutta la sua carica positiva; intorno ad esso dovrebbero ruotare, su orbite elettriche, gli elettroni, proprio come i pianeti ruotano intorno al sole e, come per i pianeti il raggio orbitale è stabilito dall’equilibrio tra la forza gravitazionale e quella centrifuga, così il raggio delle orbite elettroniche, è assegnato dall’equilibrio tra la forza d'attrazione elettrica e la forza centrifuga.
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Modello di Rutherford

Anche questo modello si rivelò inadeguato in quanto per le leggi della meccanica classica un elettrone in movimento dovrebbe irradiare energia e, quindi, collassare sul nucleo in disaccordo con i dati sperimentali.

La meccanica quantistica risolse il dilemma: nel 1913 Bohr, ricorrendo alla "teoria dei quanti" elaborata da Planck all’inizio del secolo.
Bohr, per interpretare gli spettri di emissione e di assorbimento a righe, avanzò l’ipotesi che gli elettroni possano ruotare intorno al nucleo solo su alcune orbite (quantizzazione delle orbite), assorbendo ed emettendo energia secondo "quanti" discreti E=hf (dove f è la frequenza della radiazione incidente o emessa).
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        Atomo di Bohr                                                   Assorbimento ed emissione
                                                                            di un fotone (quanto di energia)

 

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