Modelli Atomici: Dalle Particelle Indivisibili agli Orbitali Quantistici

Questa pagina introduce i concetti fondamentali della struttura atomica e i principali modelli atomici sviluppati nel corso della storia scientifica.

Il modello atomico di Dalton rappresenta il punto di partenza, concependo gli atomi come particelle indivisibili. Tuttavia, questa visione è stata superata con la scoperta delle particelle subatomiche fondamentali:

Vocabulary:

• Elettrone: particella con carica elettrica negativa
• Protone: particella con carica elettrica positiva
• Neutrone: particella con carica elettrica neutra

Il modello atomico di Thomson, noto come "modello a panettone", ha introdotto l'idea di elettroni immersi in una massa di carica positiva. Thomson ha condotto esperimenti cruciali con i raggi catodici, determinando il rapporto tra carica e massa degli elettroni.

Example: L'esperimento del tubo a raggi catodici di Thomson ha dimostrato che i raggi catodici erano in realtà fasci di particelle cariche negativamente, identificate come elettroni.

Il modello atomico di Rutherford ha rivoluzionato la comprensione della struttura atomica. Attraverso il suo famoso esperimento di bombardamento di una lamina d'oro con particelle alfa, Rutherford ha scoperto che la maggior parte della massa dell'atomo è concentrata in un nucleo centrale molto piccolo.

Highlight: L'esperimento di Rutherford ha rivelato che la maggior parte delle particelle alfa attraversava la lamina d'oro senza deviazioni, mentre alcune venivano deviate o addirittura rimbalzavano indietro, suggerendo la presenza di un nucleo denso e carico positivamente.

Infine, viene introdotto il concetto della doppia natura dell'elettrone, che si comporta sia come particella subatomica che come onda capace di emettere radiazioni. Questa dualità onda-particella è fondamentale per comprendere i modelli atomici successivi e la meccanica quantistica.

Il Modello Atomico di Bohr: Orbite Quantizzate e Livelli Energetici

Questa pagina approfondisce il modello atomico di Bohr, un importante passo avanti nella comprensione della struttura atomica. Bohr ha perfezionato il modello di Rutherford, concentrandosi in particolare sull'atomo di idrogeno.

Le caratteristiche principali del modello di Bohr sono:

1. Orbite circolari stazionarie: gli elettroni percorrono orbite specifiche intorno al nucleo senza essere attratti dai protoni, mantenendo l'atomo stabile.

2. Orbite quantizzate: ogni orbita corrisponde a un livello energetico discreto, chiamato anche guscio o strato.

Definition: Orbite quantizzate sono orbite con valori energetici ben definiti e non continui.

3. Transizioni energetiche: gli elettroni possono passare da un'orbita all'altra assorbendo o emettendo energia sotto forma di fotoni.

Example: Quando un elettrone "cade" su un livello energetico inferiore, emette un fotone. Questo processo è alla base degli spettri di emissione caratteristici di ogni elemento.

4. Stato fondamentale: l'orbita più vicina al nucleo (N=1) rappresenta lo stato di minima energia, chiamato stato fondamentale.

Il modello atomico di Bohr introduce il concetto di numero quantico principale (N), che può assumere solo valori interi da 1 a 7 e determina il livello energetico dell'orbita.

Highlight: Ogni livello energetico può contenere un numero specifico di elettroni:

• Primo livello (N=1): 2 elettroni
• Secondo livello (N=2): 8 elettroni
• Terzo livello (N=3): 18 elettroni
• Quarto livello (N=4): 32 elettroni

Questo modello spiega anche il concetto di stato eccitato, che si verifica quando un elettrone assorbe energia e passa a un livello energetico superiore. Il ritorno allo stato fondamentale è accompagnato dall'emissione di energia sotto forma di luce.

Quote: "L'atomo emette energia quando l'elettrone cade su un livello di energia inferiore, mentre assorbe energia quando l'elettrone passa a un livello superiore."