Capitolo
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Dalla struttura atomica alle proprietà periodiche 7.1 I primi modelli della struttura atomica La teoria atomica consente di interpretare le formule chimiche, bilanciare le equazioni ed effettuare i calcoli stechiometrici. Tuttavia, non spiega alcune caratteristiche della materia, come le proprietà chimiche degli elementi, la loro reattività e la loro periodicità, messa in luce dalla tavola periodica. Con la scoperta di protoni, neutroni ed elettroni, gli scienziati hanno compreso che tutti gli atomi sono costituiti da particelle identiche. Hanno quindi ipotizzato che la differenza tra atomi di elementi diversi fosse dovuta al modo in cui queste particelle si dispongono al loro interno. Sono nati, così, i primi modelli atomici. Nel modello a panettone, elaborato da J.J. Thomson (1856-1940) nel 1904, gli elettroni erano distribuiti in modo uniforme in una massa sferica di carica positiva (figura 7.1 A). Nel 1909, E. Rutherford (1871-1937) mise in crisi questa descrizione dimostando che la massa e la carica di un atomo si concentrano in uno spazio piccolissimo, il nucleo. Rutherford elaborò un modello, detto planetario per l’analogia con il Sistema solare, in cui gli elettroni ruotavano a grande distanza dal nucleo a velocità molto elevata, per contrastare la forza attrattiva nucleare. Anche questo modello, tuttavia, si rivelò inadeguato, poiché non spiegava che cosa hanno in comune gli elementi di uno stesso gruppo della tavola periodica (figura 7.1 B). Inoltre, il modello era in disaccordo con le leggi della fisica classica, secondo le quali una particella dotata di carica elettrica che percorre una traiettoria chiusa (come un elettrone che ruota intorno al nucleo) dovrebbe emettere radiazioni elettromagnetiche (cioè luce o radiazioni della stessa natura), perdere progressivamente energia cinetica e rallentare.
+ A
+ + - + + - + + -
B Figura 7.1 ▸ I due modelli (A) a panettone e (B) planetario a confronto
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