La struttura atomica: riassunto

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Riassunto di chimica sulla struttura atomica. Esperienza di laboratorio: saggio alla fiamma (5 pagine formato doc)

STRUTTURA ATOMICA

Percorso operativo.

L’unità didattica ha inizio con una breve trattazione storica al fine di mettere in evidenza la costanza e l’antichità nel pensiero umano dell’esistenza di una particella elementare, l’atomo, costituente fondamentale della materia. Tuttavia, la prova sperimentale dell’esistenza degli atomi è stata acquisita solo dalla scienza del XIX e XX secolo.
Il primo modello atomico che può essere considerato tale è quello di Dalton (1803).
Secondo la sua teoria:
•    gli atomi sono particelle estremamente piccole, dure, sferiche, indivisibili e indistruttibili.
Essi costituiscono la parte più piccola della materia;
•    ogni elemento è composto da un solo tipo di atomo.
Questa teoria è confermata sperimentalmente e interpreta bene le leggi quantitative della chimica. Nel corso dell’800, però, si sono accumulate osservazioni e prove sperimentali (fenomeni di elettrolisi, scarica nei gas rarefatti) che indicano una struttura più complessa rispetto a quella descritta utilizzando atomi non divisibili.

Atomo: definizione e struttura

LA STRUTTURA ATOMICA: RIASSUNTO

Le indicazioni più convincenti sul collegamento fra struttura degli atomi e fenomeni elettrici si sono avute dallo studio del passaggio della corrente attraverso i gas. Una volta ottenuto un vuoto abbastanza spinto in tubi di scarica è stato possibile evidenziare i cosiddetti raggi catodici (per i quali è stato proposto successivamente il nome di elettroni) e, attraverso diverse esperienze, si è compreso che essi avevano natura corpuscolare e carica negativa.
Analogamente è stata messa in evidenza l’esistenza dei protoni (particelle cariche positivamente).
Per chiarire quanto detto si possono esporre alla classe gli esperimenti effettuati da Thomson, Goldstein e Millikan con i gas rarefatti nei tubi catodici.
Si comincia così, ad immaginare l’atomo, elettricamente neutro, come formato da particelle positive e negative.
Thomson (1904), in base ai dati sperimentali e alle teorie al momento disponibili, ritiene che gli elettroni debbono essere come affogati in una sfera diffusa di elettricità positiva che li attrae e rende possibile una loro presenza ravvicinata.
Tale modello viene messo in crisi dalle nuove conoscenze atomiche e soprattutto dagli esperimenti di Rutherford (1911).

PARTICELLE ATOMO

Lo stesso Rutherford elabora un nuovo modello atomico, noto come modello atomico planetario, la cui principale caratteristica è la seguente: nell’atomo vi è una parte molto piccola, chiamata nucleo, in cui è concentrata quasi tutta la massa (circa il 99%), carica positivamente, ma che occupa soltanto una piccolissima parte del volume complessivo dell’atomo. In questo modello, gli elettroni ruotano intorno al nucleo in numero uguale ai protoni, garantendo la neutralità dell’atomo.
Secondo Rutherford, l’atomo è perciò costituito “quasi tutto da spazio vuoto”. A tali conclusioni vi arriva a seguito dell’esperienza effettuata con particelle α e lamina d’oro.
Nell’esporre questi argomenti si può chiarire agli alunni il modo di procedere del metodo sperimentale. Data un ipotesi, in questo caso la disposizione delle particelle cariche nel modello atomico di Thomson, si elabora una procedura sperimentale che ne verifica la correttezza.