I modelli atomici sono rappresentazioni teoriche che gli scienziati hanno sviluppato nel tempo per cercare di comprendere la struttura e il comportamento degli atomi, che sono le unità fondamentali che compongono la materia. È grazie a questi modelli atomici che abbiamo una grande conoscenza della scienza. Tuttavia, molte persone non lo sanno bene cosa sono i modelli atomici.
Pertanto, in questo articolo spiegheremo cosa sono i modelli atomici, a cosa servono, come sono nati e quanto sono utili.
Cosa sono i modelli atomici
Diverse rappresentazioni grafiche della struttura e della funzione atomica sono chiamate modelli atomici. Il modello atomico è stato sviluppato nel corso della storia umana dalle idee sulla composizione della materia utilizzate in ogni epoca.
Un atomo è la più piccola unità di un elemento chimico che mantiene le sue proprietà distintive. Nel corso della storia, vari scienziati e filosofi hanno proposto diversi modelli atomici, ciascuno sulla base delle informazioni e delle conoscenze disponibili al momento. Uno dei primi modelli fu quello proposto dal filosofo greco Democrito, il quale suggerì che la materia fosse composta da particelle indivisibili chiamate "atomi", che in greco significa "indivisibili".
Il modello atomico di Democrito
La "Teoria Atomica Cosmica" è stata co-fondata dal filosofo greco Democrito e dal suo mentore Leucippo. A quel tempo, la conoscenza non veniva acquisita attraverso la sperimentazione, ma attraverso il ragionamento logico, la presentazione basata sul pensiero e la discussione.
Democrito proponeva che il mondo fosse composto da particelle molto piccole e indivisibili, eternamente esistenti, omogenee e incomprimibili, che differiscono solo per forma e dimensione, piuttosto che per la loro funzione interna.
Secondo Democrito, le proprietà della materia sono determinate dal modo in cui gli atomi sono messi insieme. I filosofi successivi, come Epicuro, aggiunsero alla teoria il moto casuale degli atomi.
Modello atomico Dalton
Il primo modello atomico scientificamente fondato nasce nel campo della chimica, proposto da John Dalton nel suo “Atomic Postulate”. Credeva che tutto fosse fatto di atomi, indivisibili e indistruttibili, anche attraverso reazioni chimiche.
Dalton ha proposto che gli atomi dello stesso elemento chimico siano uguali tra loro, avendo la stessa massa e le stesse proprietà. D'altra parte, ideato il concetto di peso atomico relativo (il peso di ciascun elemento rispetto al peso dell'idrogeno), confrontando la massa di ciascun elemento con la massa dell'idrogeno. Ha anche proposto che gli atomi possano combinarsi tra loro per formare composti.
La teoria di Dalton aveva alcuni difetti. Ha affermato che i composti si formano utilizzando il minor numero possibile di atomi di elementi. Ad esempio, secondo Dalton, la molecola d'acqua sarebbe H2O, non H2O, che è la formula corretta. D'altra parte, dice che gli elementi gassosi sono sempre monoatomici, cosa che sappiamo non essere vera.
Modello di Lewis dell'atomo
Conosciuto anche come "modello atomico cubico", in cui Lewis ha proposto una struttura atomica distribuita a forma di cubo, con otto vertici che sono elettroni. Ciò ha portato a progressi nello studio della valenza atomica e del legame chimico, soprattutto dopo un aggiornamento nel 1919 di Irving Langmuir, che ha proposto l'"atomo ottetto cubico".
Questi studi sono stati la base per quelli che oggi sono conosciuti come diagrammi di Lewis, che sono strumenti molto utili per spiegare i legami covalenti.
Modello atomico di Thomson
Nell'ultima parte del XIX secolo, lo scienziato JJ Thomson eseguì esperimenti con i raggi catodici e propose un modello in cui l'atomo era una sfera caricata positivamente, simile a una palla di pasta, e gli elettroni caricati negativamente erano sparsi al suo interno, come uvetta in un budino. Questo modello divenne noto come "modello di budino all'uvetta" e fu il primo suggerimento di una struttura interna dell'atomo.
Modello atomico di Rutherford
Il modello di Rutherford è nato all'inizio del XX secolo. In un famoso esperimento, Rutherford bombardò una lamina d'oro con particelle alfa e scoprì che la maggior parte delle particelle passava attraverso la lamina, ma alcune venivano deviate in modo significativo. Questo ha portato Rutherford a proporre che l'atomo avesse al centro un nucleo piccolo, denso e carico positivamente, mentre gli elettroni ruotavano attorno a questo nucleo a notevole distanza, come pianeti intorno al sole.
Modello atomico di Bohr
Sulla base del modello di Rutherford, Niels Bohr propose nel 1913 che gli elettroni si muovessero in orbite circolari attorno al nucleo. Queste orbite sono state quantizzate, il che significa che solo alcune orbite erano consentite, mentre altre no. Bohr stabilì anche che gli elettroni potevano saltare tra orbite diverse emettendo o assorbendo energia sotto forma di fotoni, spiegando così l'emissione e l'assorbimento della luce da parte degli atomi.
Il modello atomico di Sommerfeld (1916 d.C.)
Il modello di Sommerfeld era basato in parte sui postulati della relatività di Albert Einstein. Questo modello è stato proposto da Arnold Sommerfield nel tentativo di compensare le carenze del modello di Bohr.
Si basa in parte sui postulati della relatività di Albert Einstein. Le sue modifiche includevano la conferma che l'orbita dell'elettrone è circolare o ellittica, cioè l'elettrone ha una piccola corrente elettrica e che ci sono due o più sottolivelli a partire dal secondo livello energetico.
Il modello atomico di Schrödinger
Basandosi sul lavoro di Bohr e Sommerfeld, Erwin Schrödinger propose di trattare gli elettroni come onde di materia, il che permise una successiva interpretazione probabilistica della funzione d'onda (che descrive l'entità della probabilità di trovare una persona). Spazio), di Max Born.
Ciò significa che, grazie al principio di indeterminazione di Heisenberg, è possibile studiare probabilisticamente la posizione dell'elettrone o la sua quantità di moto, ma non entrambi. Questo è l'attuale modello atomico dei primi anni 2000, con alcune aggiunte successive. Si chiama "modello di onda quantistica".
Modello atomico quantistico
Il modello quantistico, sviluppato nel corso del XX secolo, è il più complesso e attuale. Si basa sulla teoria della meccanica quantistica e descrive l'atomo come una nuvola di probabilità in cui gli elettroni non seguono orbite precise, ma piuttosto Si trovano in regioni dello spazio con una maggiore probabilità di essere trovati. Questo modello ha permesso una comprensione più profonda degli elettroni e del loro comportamento e ha aperto le porte ai progressi della chimica e della fisica moderne.
Spero che con queste informazioni tu possa saperne di più su cosa sono i modelli atomici e quali tipi di modelli sono esistiti nel corso della storia.