Bentornati a tutti. In questa lezione andiamo a vedere le teorie atomiche. Innanzitutto, siccome questa parte è storica, ho preferito fare un riassunto. Cioè tutte queste scoperte hanno fornito basi importantissime per determinare la struttura dell'atomo così come la conosciamo oggi.
Per questo ho cercato di riassumere le conoscenze più importanti a cui sono arrivati questi scienziati senza però approfondire ogni esperimento. Per questo, se voleste che approfondisca questi esperimenti maggiormente, vi invito a scriverlo nei commenti così che potrò andare a dedicare un video per ognuno di questi scienziati. E quindi andiamo a vedere le teorie atomiche e cioè come si è arrivati a definire la struttura atomica così come la conosciamo oggi. E vediamo! come prima teoria atomica quella di Thomson.
Come vedete a destra vi ho messo alcune informazioni sullo scienziato, vi ricordo anche di riprendere i video sulle leggi ponderali, questo perché in effetti la prima vera teoria atomica è quella di Dalton. Era molto... rudimentale però in effetti possiamo definirla come la prima teoria atomica. Quella di Thomson però era già un pochino più precisa e cioè il modello atomico di Thomson, detto anche modello atomico a panettone, è un'ipotesi sulla struttura dell'atomo proposta se guardate l'anno nel 1904 quindi è anche questa molto antica come teoria prima della scoperta del nucleo atomico quindi thomson non aveva idea che ci fosse un nucleo nell'atomo infatti lui vedeva l'atomo come una nube positiva cioè una grande sfera positiva e gli elettroni disposti al suo interno in modo quasi casuale come appunto i canditi o l'uvetta nel panettone Protoni più elettroni, di conseguenza, davano un atomo elettricamente neutro. Proprio da questa disposizione viene indicato questo modello come modello atomico a panettone.
E infatti vi ho messo qua una foto di panettone sferico, ovviamente il panettone non ha questa forma, però un dolce inglese invece ce l'ha, e quindi di conseguenza noi dall'inglese prendiamo questo termine, cioè modello a panettone. Thomson arrivò alla concezione di una struttura atomica di questo tipo facendo un esperimento, come vedete nella descrizione dello scienziato, tramite i tubi di Crookes. Molto semplicemente Thomson arrivò a scoprire che dentro l'atomo c'erano delle cariche. Lui le dispose però in modo non proprio corretto. Come vedete, lui immaginò una sfera positiva, cioè con tanti più, dove all'interno c'erano le particelle negative, proprio quelle particelle che Thomson scoprì.
Con Dalton, cioè prima di Thomson, non ci si immaginava che l'atomo fosse composto da più particelle cariche in modo... opposto mentre invece thompson arrivò a capire che dentro l'atomo c'erano delle cariche opposte cioè c'erano dei più c'erano dei meno e questi sommati davano poi l'atomo neutro ma dentro l'atomo c'erano delle particelle subatomiche l'unica cosa appunto è che thompson non arrivò a distribuirle a strutturarle come invece sappiamo che sono strutturate e allora vi ho riassunto un pochino i pro e contro di quello che hanno scoperto questi scienziati vi ho messo come sì cioè e i pro che thompson scoprì l'elettrone beh thompson scoprì che dentro l'atomo c'era una particella negativa nessuno lo sapeva fino a quel momento il contro però il no possiamo dire che la disposizione atomica non è questa cioè la struttura atomica in effetti thompson non arrivò mai a testare in maniera precisa cosa che fecero invece altri suoi studenti che vedremo tra poco e la disposizione atomica semplicemente lui la sbagliò non ci prese quella struttura atomica, però comunque un grande merito fu quello di aver capito che dentro l'atomo c'erano cariche diverse. E allora andiamo a vedere invece chi perfezionò la struttura atomica.
E abbiamo quindi la teoria atomica di Rutherford. Sempre qua a destra vi ho messo alcune informazioni sullo scienziato. Andiamo però a vedere cosa dice questa teoria atomica. Innanzitutto Rutherford provò a confutare il modello a panettone che propose Thomson e quindi tramite un esperimento che prevedeva l'utilizzo di una sorgente radioattiva in grado di emettere particelle alfa, cioè tendenzialmente delle particelle positive poi, che venivano sparate su una lamina d'oro molto sottile, Rutherford giunse alla conclusione che al centro dell'atomo c'era un nucleo molto denso, cioè ricco di particelle, positivo e intorno ad adesso ruotavano gli elettroni molto molto leggeri invece questi ultimi. Questi elettroni erano carichi negativamente e quindi il numero totale degli elettroni andava a neutralizzare la carica positiva che aveva il nucleo e cosa molto importante che scoprì Rutherford è che tra il nucleo e gli elettroni c'era tantissimo spazio vuoto.
Stiamo parlando di un'unità di misura con 5 zeri di circa 100.000 volte di più della grandezza. del nucleo cioè noi abbiamo che dal nucleo agli elettroni abbiamo circa 100.000 volte l'unità di grandezza della dimensione del nucleo di spazio vuoto cioè abbiamo che l'atomo è principalmente vuoto Questa capite bene che era una scoperta importantissima, rivoluzionaria. Non ci si immaginava che la parte fondamentale, il mattoncino fondamentale della materia, fosse principalmente occupato da spazio vuoto.
E quindi Rutherford arrivò a concludere che l'atomo aveva delle particelle positive e negative, scoprì anche poi delle particelle neutre, però non erano disposte come diceva Thomson. O meglio, al centro troviamo tutti più, intorno giravano in meno. E io vi ho messo quindi come sì.
che Rutherford scoprì il nucleo che era positivo e scoprì anche che l'atomo era principalmente fatto da spazio vuoto. La cosa che però non arrivò a scoprire lui, ma ci arrivò un suo studente che era Bohr, è appunto la struttura orbitalica degli elettroni, cioè come si dispongono queste elettroni che ruotano intorno al nucleo. Ruotano in modo casuale oppure hanno delle orbite.
Ecco che appunto Rutherford non arrivò a scoprirlo. Ma ci arrivò un suo collaboratore e studente che era appunto Bohr. Come sempre vi ho messo a destra la descrizione di questo scienziato. Bohr intanto fece un esperimento conosciutissimo che è quello dello spettro a righe, che come vi ho detto non vado ad approfondire semplicemente perché sennò allungo troppo il video, ci si dovrebbe fare un video su ognuno di questi scienziati e su ognuno di questi esperimenti, io li tratto in maniera molto sintetizzata. Ma tramite l'esperimento dello spettro a righe, Bohr definisce che gli elettroni ruotano attorno al nucleo su orbite, si dice, quantizzate, che si trovano ad una distanza ben precisa dal nucleo, quindi non in modo casuale.
infatti qua in alto come possiamo rappresentare l'atomo, il modello atomico di Bohr. Già ci sono i neutroni perché nel frattempo sono stati scoperti i neutroni, abbiamo i piu sempre al centro come diceva appunto Rutherford, ma abbiamo perfezionato come si dispongono gli elettroni. Ogni orbita è definita livello energetico e per stare lì, cioè per stare sopra quell'orbita, l'elettrone deve possedere una determinata energia.
Se l'elettrone tra l'altro viene risolto, riscaldato, si dice viene eccitato con dell'energia, passa ad un'orbita superiore. Quando però si trova su questa orbita superiore è instabile l'elettrone, cioè ha costantemente bisogno di energia per rimanere su quell'orbita e quindi se non gli viene più fornita quell'energia l'elettrone può tornare, anzi torna sicuramente, sulla sua orbita basale, sul suo stato si dice anche fondamentale. Perdendo però tutta l'energia che aveva accumulato per stare sull'orbita eccitata, sul livello eccitato, e la perde sotto forma di onda luminosa, cioè sotto forma di fotone. È da lì che, grazie all'esperimento a righe, Bohr arriva a concepire il modello atomico così come lo conosciamo. Quindi possiamo riassumere dicendo che Bohr concepisce l'atomo con un nucleo centrale positivo e degli elettroni che orbitano intorno a questo nucleo, un po'come i pianeti intorno al Sole, e che se questi elettroni ricevono energia possono passare ad orbite più alte, ma quando non gli si fornisce più questa energia...
gli elettroni cadono sulla loro orbita basale riemettendo l'energia assorbita tramite luce, tramite un colore. E allora andiamo a vedere che i pro di questo modello atomico sono che in effetti Bohr fornisce un modello molto più preciso della disposizione e del comportamento degli elettroni. I contro sono che semplicemente questo modello non era ancora così preciso e cioè bisogna poi aspettare di perfezionarlo tramite la teoria degli orbitali che viene fatta da De Broglie, Schrödinger e Heisenberg che però bisognerà vedere in un'altra lezione.
E per riassumere il tutto vi ho preparato questa slide, in cui vediamo la teoria atomica di Thomson, cioè il modello a panettone. Cosa disse Thomson? C'era una nube positiva e gli elettroni disposti al suo interno in modo casuale, un po'come i canditi nel panettone.
La teoria atomica di Rutherford invece va a determinare un nucleo positivo, molto denso, e invece intorno ai leggerissimi elettroni che girano in un grande spazio vuoto. Vediamo poi che con la teoria atomica di Bohr si va a perfezionare la teoria atomica di Bohr. la disposizione degli elettroni e cioè questi elettroni orbitano come i pianeti attorno al nucleo. Le orbite tra l'altro di questi elettroni sono quantizzate cioè bisogna possedere una determinata energia per starci sopra. Se ne riceviamo in più l'elettrone può salire di orbita se no ricade sulla sua orbita base emettendo un raggio di luce colorata, possiamo dire un fotone.
Bene con questo terminiamo qua io vi invito ad iscrivervi al canale per vedere tutte le lezioni passate e quelle che usciranno. Lasciare mi piace se vi è piaciuto il video e se questi video vi stanno aiutando per affrontare delle verifiche o dei test universitari mi sarei estremamente grato se voleste supportare il canale con una piccola donazione trovate il link in descrizione. E anzi ringrazio infinitamente già tutte le persone che hanno voluto anche con piccole cifre supportare questo canale.
Grazie, grazie, grazie mille, davvero. Io quindi vi saluto e vi do appuntamento alla prossima lezione.