Modello atomico di Rutherford: differenze tra le versioni

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[[File:Rutherfordsches Atommodell.png|thumb|Rappresentazione del modello atomico di Rutherford per un atomo di [[azoto]]. Il nucleo al centro è carico positivamente, mentre gli elettroni carichi negativamente ruotano intorno ad esso. Questo modello tuttavia non risponde sul "come" gli elettroni siano disposti.]]
 
Il '''modello atomico di Rutherford''' o '''modello atomico planetario''' è un modello dell'[[atomo]] proposto da [[Ernest Rutherford]]. RutherfordNel 1909 venne diressecondotto l'[[esperimento di Geiger e Marsden]] (anche, noto, appunto,anche come esperimento di Rutherford), nelpoiché 1909;diretto ldallo stesso Rutherford, i cui risultati vennero pubblicati in un'analisi del 1911, compiuta da Rutherford. stesso nel 1911 (vediLo [[Scattering Rutherford|scattering di Rutherford]]) osservato nell'esperimento suggerì che ili modelli atomici precedenti, "[[modello atomico a panettone|a panettone]]" die "[[J.Modello J.atomico Thomsondi Nagaoka|saturniano]]", non fossefossero correttocorretti.
 
Il nuovo modello proposto da Rutherford aveva delle caratteristiche che sono rimaste anche in modelli successivi come la concentrazione della maggioranza della materia in un volume relativamente piccolo rispetto alle dimensioni atomiche, (ossia un [[nucleo atomico]]), e la presenza di [[elettroni]] rotanti intorno ad esso<!--. Rutherford scoprìnon l'esistenza del nucleo, madisse nulla disse sulsull'eventuale moto degli elettroni, eanche perché sapeva cheuna nonloro potevano ruotarerivoluzione intorno al nucleo perchéavrebbe avrebberoprovocato emessol'emissione di onde elettromagnetiche, tuttavia, a partire dalla sua descrizione, si prese a rappresentare l'atomo con il nucleo al centro e gli elettroni in orbita attorno -->adesso, come i pianeti del [[sistema solare]] attorno al soleSole. L'atomoA dunque,causa secondodi questoquesta modello,particolare sarebberappresentazione indivenne grannoto partecome vuoto''modello planetario''.
 
== Punti fondamentali ==
* Rutherford smentì il modello di Thomson, confermando l'esistenza del nucleo atomico, già postulata da [[Nagaoka Hantarō|Nagaoka]], osservando, tuttavia, che esso è molto piccolo rispetto all'atomo stesso. L'atomo dunque, secondo questo modello, sarebbe in gran parte vuoto.
* Rutherford introdusse inoltre il concetto di peso atomico che era stato tralasciato dal predecessore Thomson nel modello a panettone, annettendo l'esistenza di un nuovo tipo di particella nella composizione del nucleo interno: i neutroni<!-- I neutroni furono scoperti vent'anni dopo da Chadwick! -->, fondamentali ai fini di una corretta determinazione del peso atomico.
*Il nucleo è molto piccolo e in esso è concentrata la massa e la carica positiva dell'atomo, che bilancia quella degli elettroni rendendolo complessivamente neutro, e introdusse il concetto di [[Massa atomica relativa|peso atomico]], che era stato precedentemente tralasciato. La carica nucleare fu individuata come la responsabile dello scattering delle particelle alfa.
* Gli [[orbitale atomico|orbitali elettronici]]<!-- Rutherford nulla poteva dire sugli orbitali, concetto introdotto vent'anni più tardi --> dell'atomo non influenzano lo [[scattering Rutherford|scattering delle particelle alfa]].
* Gli elettroni intorno all'atomo non influenzano lo scattering delle particelle alfa.
* La maggior parte della carica atomica<!-- non esiste una carica complessiva dell'atomo (che di norma è neutro) e quindi non si può supporre che una sua frazione più o meno grande stia nel nucleo --> - espressa in unità della carica dell'elettrone (la carica fondamentale) - fino al più ad un numero uguale alla metà della massa dell'atomo - espressa in [[unità di massa atomica]] (si usava la massa dell'atomo di idrogeno come unità) - è concentrata in un volume molto piccolo -rispetto al volume dell'intero atomo - al centro dello stesso. Questa carica è responsabile dello scattering Rutherford.
* La massa di atomi pesanti (come ad esempio l'oro) è concentrata nella regione centrale dove risiede anche la carica, dato che i calcoli non mostrano che sia spostata o deflessa da particelle alfa ad alta velocità che girano intorno al nucleo su cerchi, dette orbite<!-- le particelle alfa non girano intorno al nucleo (anche perché hanno carica dello stesso segno)!! -->.
 
== Basi sperimentali del modello ==
Nel 1911 Rutherford propose il suo modello per la struttura atomica per spiegare i risultati del precedente esperimento di Geiger e Marsden, che indicavano la presenza di una concentrazione di carica (positiva) nel centro dell'atomo. Questa concentrazione è: il [[nucleo atomico]], tuttavia Rutherford non lo indicò mai con questo termine nel suo lavoro circondato da una nuvola di elettroni rotanti che orbitano intorno ad esso<!-- vedi sopra: Rutherford non parlò di elettroni rotanti -->. Nel suo lavoro, tuttavia Rutherford propose che:
{{quote
|Per concretezza, consideriamo il passaggio di [[particelle alfa|particelle α]] attraverso un atomo che abbia una carica centrale ''N''&nbsp;[[carica elementare|e]] e sia circondato dalla carica compensatrice di ''N'' elettroni.
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}}
 
Da considerazioni energetiche Rutherford ricavò che il raggio della carica centrale degli atomi d'[[oro]], (che costituivano il bersaglio delle radiazioni nell'esperimento di Geiger e Marsden), doveva essere più piccolo di 3.4 x 10 <sup>−14</sup> m, mentre il [[raggio atomico]] per l'oro era conosciuto essere dell'ordine di 10<sup>−10</sup> m. Rutherford concluse che la carica doveva essere quindi concentrata in un volume molto piccolo rispetto alle dimensioni atomiche.
 
Rutherford non attribuì alcuna struttura alle orbite degli elettroni tuttavia menzionò il modello atomico di [[Hantarō Nagaoka]], nel quale gli elettroni erano disposti in anelli, dimostrando che non sarebbero stati stabili.
 
== Note ==
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*[[Modello atomico di Thomson]]
*[[Modello atomico di Nagaoka]]
*[[Equazione di Schrödinger]]
 
== Collegamenti esterni ==