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3. I primi modelli atomici: Thomson e Rutherford
La scoperta degli elettroni diede a Thomson la possibilità di elaborare un pri-
mo modello atomico.
Il modello di Thomson
Secondo lo scienziato inglese l’atomo era una sfera dotata di una carica posi-
tiva diffusa, con gli elettroni distribuiti uniformemente al suo interno come
le uvette in un panettone, da cui il nome di “modello a panettone” o, in ori-
ginale,
plum pudding
(
figura 9
).
L’atomo di Thomson è neutro, poiché gli elettroni negativi bilanciano la
carica positiva, ed è sostanzialmente omogeneo in tutte le sue parti.
Questo modello spiegava correttamente la trasformazione di un atomo in
ione con la perdita o l’acquisto di elettroni, ma venne ben presto abbandona-
to perché in contraddizione con i risultati ottenuti, nel 1909, dai fisici Ernest
Rutherford, Hans Geiger ed Ernest Marsden in uno storico esperimento.
Joseph John Thomson
(CheethamHill,Manchester,1856 - Cam-
bridge,1940)
La sua fama è legata soprattutto alle
ricerche sulla conducibilità elettrica
dei gas rarefatti, nel corso delle quali
egli riuscì, nel 1897, a calcolare il rap-
porto tra la carica e la massa delle
particelle che costituiscono i raggi ca-
todici. I suoi studi sui raggi canale, d’al-
tro canto, posero le basi per la scoper-
ta degli isotopi. Vinse il Nobel per la fisi-
ca nel 1906.
figura 9
Il modello di Thomson non prevede
l’esistenza dei protoni nell’atomo.
_
_
+
+
_
+
_
+
+
_
_
+
_
+
C
H
I
M
I
C
A
V
I
V
A
Esperimento
di Rutherford
L’esperimento di Rutherford, Geiger e Marsden
Un fascio di particelle
α
(costituite da due protoni e due neutroni), emesse
da una sostanza radioattiva, fu lanciato contro una sottilissima lamina d’oro,
nel cui spessore vi erano poche migliaia di atomi. Uno schermo fluorescente
venne posizionato tutt’intorno alla lamina d’oro, in modo da evidenziare l’ar-
rivo di ogni particella
α
con la produzione di un lampo di luce. In questo
modo fu possibile ricostruire la traiettoria percorsa dalle particelle dopo l’im-
patto con la lamina (
figura 10
).
particelle
sorgente radioattiva
particella deviata
particella respinta
raggi
la maggior parte
delle particelle
non subisce
deviazioni
lamina d’oro
schermo
fluorescente
Un fascio di raggi
α
proveniente da una sorgente radioattiva viene inviato
contro una sottile lamina d’oro, al centro di uno schermo fluorescente di
forma circolare.
Per la maggior parte le particelle
α
attraversano indisturbate la lamina, ma
alcune, che più si avvicinano ai nuclei degli
atomi di cui essa è formata, vengono
deviate o respinte.
figura 10
Lo schema e il risultato
dell’esperimento di Rutherford.