Modello atomico di Thomson (categoria: Chimica)
Scritto da: lacellula il 02-11-2005 |
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Il modello atomico di Thomson.
Il XX secolo fu contraddistinto da numerosi eventi scientifici dovuti, in gran parte, alla raffinazione degli strumenti di ricerca ed a una maggiore attenzione nel tentare di rispondere alle domande che la scienza si poneva da diversi secoli. Una di queste domande riguardava la composizione dell'infinitamente piccolo e, di conseguenza, di quale fosse l'intimità della materia. La scoperta dell'elettrone da parte del fisico inglese J.J. Thomson aprì nuove frontiere alla ricerca in quanto permise di stabilire che la materia poteva avere una carica positiva, negativa o neutra. Thomson, infatti, osservo in diversi esperimenti eseguiti perlopiù con i gas che una piccolissima particella, invisibile a tutti gli strumenti, era responsabile della carica di un qualcosa che formava la materia. In base a questo ragionamento, il fisico inglese, enunciò il primo modello atomico della storia
Un atomo, secondo Thomson, era un entità globulare al cui interno vi erano delle cariche positive e negative. Le cariche positive non avevano peso a differenza delle cariche negative, gli elettroni, che determinavano il peso dell'atomo. Secondo il modello atomico proposto da Thomson l'atomo viveva in uno stadio stazionario in quanto le cariche negative erano bilanciate da quelle positive. Se all'atomo veniva fornita una energia, come fece Thomson nei suoi precedenti esperimenti con i gas, allora esso emetteva una radiazione e se l'energia fornita risultava forte l'atomo si ionizzava. Uno ione, secondo Thomson, era un atomo al cui interno c'era una disparità di cariche positive o negative; in quest'ultimo caso gli elettroni espulsi da un atomo (che diventava così ione positivo) venivano assorbiti da un altro atomo che diventava ione negativo.
La disposizione di cariche positive ed elettroni non seguiva della particolari regole sebbene il modello prevedeva che tali cariche fossero sempre presenti all'interno dell'atomo, come racchiuse in una sorta di guscio.
Limiti del modello di Thomson.
Il modello di Thomson, sebbene spiega in modo accettabile l'esistenza degli ioni, pone l'elettrone come unica carica avente peso. L'errore in questo modello risiede nel fatto che, operando alcuni calcoli, il solo atomo di idrogeno dovrebbe avere all'interno circa 2.000 elettroni. Il numero di elettroni diventa enormemente maggiore se si considerano elementi la cui massa atomica è di centinaia di volte quella dell'idrogeno per cui una critica forte a tale modello fu mossa da coloro che non credevano che gli atomi potessero avere un numero così elevato di elettroni.
Thomson, inoltre, sebbene avesse presentato alla scienza il proprio modello con un esauriente spiegazione matematica, non riusciva a spiegare perchè i diversi elementi avessero tendenze differenti a ionizzarsi o a combinarsi. Se un atomo è formato da cariche negative e cariche positive allora tutti gli elementi dovrebbero avere le stesse proprietà di ionizzazione, quindi un atomo di idrogeno dovrebbe comportarsi esattamente come un atomo di elio sebbene questo non potè essere dimostrato. Thomson, infatti, non aveva previsto due elementi fondamentali, sebbene avesse intuito l'esistenza dell'elettrone: i neutroni e gli orbitali elettronici
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