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ESPERIMENTO DI T. YOUNG
L’esperimento consisteva nell’utilizzare una sorgente luminosa che proiettava un fascio di luce all’interno di una fenditura; la luce ottenuta veniva poi convogliata su una parete liscia, che presentava altre due fenditure; passando attraverso di esse, la luce veniva proiettata su uno schermo liscio retrostante. La luce proiettata non appariva come una striscia luminosa continua, ma presentava l’alternarsi si frange luminose e frange scure, dette frange di interferenza. -
GOLDSTEIN OSSERVA PER LA PRIMA VOLTA I PROTONI
Le cariche positive, I protoni, contenuti all’interno del nucleo di un atomo, furono osservate per la prima volta da Eugen Goldstein (fisico tedesco) utilizzando i tubi di Crookes. Intorno al 1870 i lavori scientifici erano focalizzati principalmente sullo studio dei raggi e/o fluorescenze che si osservavano all’interno dei tubi. Goldstein si accorse che, utilizzando un catodo cavo, oltre ai raggi catodici, esistevano anche dei raggi che viaggiavano in direzione opposto. -
SCOPERTA PARTICELLA SUBATOMICHE: L'ELETTRONE
La scoperta degli elettroni si attribuisce a J.J Thomson, fisico dell'19 secolo. Con utilizzo di un tubo catodico rivelò la presenza di queste particelle. Nel tubo di vetro mise un gas e azionò il generatore di corrente collegato alle piastre metalliche caricate negativamente (catodo) e positivamente (anodo). Ad una condizione di rarefazione a 10 alla -6 atmosfere, una fluorescenza prodotta dalle radiazioni partì dal catodo e raggiunse l'anodo,
Si trattava dei cosiddetti raggi catodici. -
MODELLO PUDDING "A PANETTONE"
Dopo aver scoperto nel 1897 l'elettrone, J.J thomson propone un modello atomico riprendendo una vecchia idea di lord kelvin.
Secondo questo modello le cariche positive e negative sono distribuite all'interno dell'atomo in modo casuale come canditi in un panettone.
Questo modello, però, non ha retto le prove ed esperimenti condotti dai colleghi che lo succedono -
MODELLO "PUDDING"
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ESPERIMENTO DI RUTHERFORD
il fisico neozelandese Rutherford porta a termine un esperimento che consiste nel lanciare contro una finissima lamina d'oro un fascio di particelle con carica positiva, emesse da una fonte radioattiva.
Queste particelle prendono il nome di particelle alfa, ognuna delle quali con una massa equivalente a diecimila volte maggiore rispetto a quella di un normale elettrone. -
MODELLO ATOMICO PLANETARIO
L’atomo non è omogeneo, la sua massa è concentrata
in una regione centrale piccolissima, detta nucleo,
mentre lo spazio circostante è prevalentemente vuoto.
Il nucleo è l’unica parte dell’atomo capace di respingere
le particelle alfa di carica positiva. Si deduce che il
nucleo ha carica positiva. -
RUTHERFORD SMENTISCE THOMSON
Ernest Rutherford confutò il modello atomico "pudding" proposto da Thomson .Egli dimostrò che l'atomo era costituito da un nucleo centrale in cui si concentrava la maggior parte della materia carica positivamente (nucleo atomico),intorno al quale ruotavano gli elettroni. Quindi, a differenza del modello atomico di Thomson in cui l'atomo è rappresentato come una sfera carica positivamente in cui sono immersi gli elettroni, il modello atomico planetario di Rutherford propone un atomo 'vuoto'. -
SCOPERTA DEI QUANTI...IPOTESI DI PLANK
La sua ipotesi rivoluzionaria fu che la radiazione emessa dal corpo nero fosse suddivisibile in una serie discontinua di atti, ad ognuno dei quali, è associato a una quantità fissa di energia (un pacchetto energetico) quantitativamente proporzionale alla frequenza della radiazione emessa. Vedremo poi che la concezione di quanti sarà poi ripresa dallo scienziato Bohr per la creazione del suo modello atomico. -
RAPPRESENTAZIONE MODELLO ATOMICO DI BOHR
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LIVELLI E SOTTOLIVELLI
Secondo il modello, gli elettroni sono sistemati in livelli di energia crescenti. I livelli di energia sono numerati, dal più basso al più alto. Per n=1 abbiamo il livello più basso. Gli altri livelli sono n=2,3,4,5,6,7 Questi sette livelli vengono chiamati livelli principali di energia. Il numero n è stato definito numero quantico principale. Quando gli orbitali presentano valori simili ma diversa forma e orientamento nello spazio, si dice che appartengono a diversi sottolivelli energetici. -
MODELLO ATOMICO DI BOHR
Gli elettroni si muovono intorno al nucleo su orbite fisse e quantizzate (ossia dotate di energia predefinita); gli elettroni non emettono energia; l'atomo può scambiare energia con l'esterno se un suo elettrone passa da un'orbita stazionaria ad un'altra. Questo elettrone è instabile e quindi deve tornare nell'orbita dove si trovava prima, quindi salta ad un livello energetico inferiore. Questo salto prevede l'emissione di un fotone di energia pari alla differenza di energia tra le due orbite. -
L'IPOTESI DI DE BROGLIE
Louis Victor de Broglie, nel 1923, nella sua tesi di dottorato ipotizzò che, poiché i fotoni hanno caratteristiche di onda e particella, forse tutte le forme di materia hanno anche proprietà delle onde e delle particelle. Questa era un’idea radicale senza conferma sperimentale in quel momento. Secondo de Broglie, le particelle hanno una doppia natura di onda e particella. Ad ogni particella è associata un’onda che guida la particella nello spazio -
EQUAZIONE DI SCHRODINGER
Nel 1926 il fisico austriaco Erwin Schrodinger formulò una complessa funzione matematica, detta equazione d’onda, nella quale vengono attribuite
contemporaneamente all’elettrone la natura di un’onda e la natura di una
particella. La risoluzione di questa funzione è chiamata funzione d’onda, permette di calcolare
la probabilità di trovare un elettrone in un punto particolare dello spazio attorno al nucleo. -
PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISEMBERG
Il fisico tedesco Heisenberg studiò il modello di Bohr riscontrando dei limiti soprattutto riguardo l'orbita. Il modello di Bohr presupponeva di conoscere contemporaneamente la posizione e la velocità degli elettroni del loro moto.Se volessimo determinare la posizione di un elettrone dovremmo irradiarlo con dei fotoni che modificherebbero la traiettoria e la velocità. Heisenberg dimostrò che era impossibile determinare con precisione la posizione e la velocità di un elettrone contemporaneamente. -
SCOPERTA DEL NEUTRONE
La scoperta del neutrone fu ad opera degli scienziati Bothe e Becker nel 1930. Avevano notato che le particelle alfa emesse dal Polonio, incidendo su Berillio, non producevano una radiazione capace di superare 200 mm di Piombo. La radiazione doveva essere neutra perché nessuna particella carica, che avesse avuto a disposizione tutta l'energia prodotta nella reazione, avrebbe potuto superare più di 1 mm di piombo. -
FALLACIA NEL MODELLO DI BOHR
Secondo Schrödinger, le particelle subatomiche con carica negativa ( elettroni ) non occupano delle orbite circolari prestabilite intorno all'atomo. Nell'atomo di Bohr l'elettrone segue un'orbita circolare .Il suo modello di riferimento è l'atomo di idrogeno che notoriamente ha un elettrone. Il problema sorge quando l'atomo ha più elettroni. In questo caso, tra gli elettroni si interpone una forza di repulsione coulombiana (forza di Coulomb) che ne modifica le orbite. -
CONCEZIONE DUALISMO ONDA-PARTICELLA
Con dualismo onda-particella si definisce la doppia natura, sia corpuscolare sia ondulatoria, del comportamento della materia. Tale caratteristica emerse nel XX secolo, come ipotesi nell'ambito della teoria dei quanti (Plank) e con l'introduzione del fotone, il quale suggeriva una natura corpuscolare della luce che manifestava proprietà ondulatorie nel fenomeno della diffrazione (esperimento di Young). Particelle come l'elettrone mostravano, in opportune condizioni, anche proprietà ondulatorie. -
MODELLO DI SCHRODINGER
Modello Probabilistico - questo tipo di modello riporta la probabilità con la quale gli elettroni si trovano in una determinata posizione, per cui l’orbita diventa orbitale. L’orbitale indica quella zona dello spazio intorno al nucleo in cui la probabilità di trovare l’elettrone è del 90% -
I NUMERI QUANTICI
i numeri quantici sono una convenzione per definire le caratteristiche degli orbitali: ce ne sono tre e definiscono gli orbitali e servono a capire a quale distanza gli elettroni stanno dal nucleo e la loro energia. I n quantici sono indicati sempre da lettere minuscole.
- n = numero quantico principale. Indica il livello di energia e assume valori da 1 a 7.
- l = numero quantico angolare. Indica la forma dell’orbitale --m = numero quantico magnetico. Definisce la posizione degli orbitali