Atomo di Rutherford

Dopo la scoperta dell'elettrone J.J. Thomson propose un modello atomico, secondo cui l'atomo era una sfera di carica positiva, distribuita uniformemente, in cui gli elettroni erano immersi in numero tale da rendere l'atomo globalmente neutro.

Questo modello è spesso chiamato "a panettone" o semplicemente "modello atomico di Thomson": la pasta del panettone era assimilata alla carica negativa mentre l'uvetta del panettone era assimilata agli elettroni.

Modello atomico a panettone.

Nell'ambito delle sue ricerche sulla radioattività naturale, Ernest Rutherford, insieme ai suoi assistenti H. W. Geiger e E. Marsden, realizzò tra il 1909 e il 1911 un famoso esperimento per studiare la diffusione di particelle α* che fornì informazioni fondamentali sulla struttura atomica e portò alla formulazione del modello nucleare.

* le particelle α (particelle alfa) sono particelle a carica positiva costituite da due protoni e da due neutroni legati insieme dalla forza forte; si tratta, quindi, di nuclei di He. Sono caratterizzate da una bassa capacità di penetrazione.

L'apparato sperimentale usato da Rutherford è illustrato nel disegno seguente: le particelle α emesse dalla sorgente radioattiva sono collimate mediante il passaggio attraverso una fenditura costituita da una lastra di piombo e colpiscono una sottile lamina d'oro. L'osservazione delle scintillazioni prodotte sullo schermo fluorescente fornisce una informazione sulla distribuzione angolare del fascio trasmesso.

All'epoca, Rutherford già sapeva che le particelle α avevano carica positiva: se gli atomi d'oro avevano la struttura prevista da Thomson, le particelle a dovevano essere deflesse a piccolissimi angoli o non deflesse affatto.

Esperimento di Rutherford.

Sorprendentemente, l'esperimento mostrò che, sebbene la maggior parte delle particelle si comportasse come previsto, alcune particelle venivano deflesse ad angoli molto grandi, un fenomeno inspiegabile con il modello di Thomson.

Rutherford concluse che tutta la carica positiva dell'atomo doveva essere concentrata in un nucleo di piccole dimensioni con gli elettroni orbitanti, un po' come succede nel Sistema Solare: per l'atomo fu introdotto il modello planetario.

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