Atomo: differenze tra le versioni

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=== I modelli atomici ===

{{Vedi anche|Modello atomico di Thomson|Modello atomico di Nagaoka|Modello atomico di Rutherford|Modello atomico di Bohr}}[[File:Esperimento Rutherford.PNG|thumb|left|L'esperimento di Rutherford: poche [[Particella α|particelle alfa]] vengono deflesse dal [[campo elettrico]] del nucleo; la maggior parte di esse attraversa lo spazio vuoto dell'atomo.]]

Con la scoperta della [[radioattività]] naturale si intuì successivamente che gli atomi non erano particelle indivisibili, bensì erano oggetti composti da parti più piccole. Nel 1902 [[Joseph John Thomson]] propose il primo modello fisico dell'atomo<ref>Caforio e Ferilli, Physica, Ed. Le Monnier, pag. 251</ref>, successivamente alle sue ricerche sul rapporto tra la massa e la carica dell'elettrone.<ref name=lip7>{{Cita|Liptrot|p. 7.}}</ref> Egli immaginò che un atomo fosse costituito da una sfera fluida di materia caricata positivamente (protoni e neutroni non erano stati ancora scoperti) in cui gli elettroni (negativi) erano immersi ('''[[modello a panettone]]''', in inglese ''plum pudding model''<ref name=lip7/> o '''modello ad atomo pieno'''), rendendo neutro l'atomo nel suo complesso.<ref name=lip7/>

Questo modello fu superato quando [[Ernest Rutherford]] scoprì la presenza di un [[nucleo atomico]] caricato positivamente. Nel 1910, due allievi di Rutherford ([[Hans Wilhelm Geiger|Geiger]] e [[Ernest Marsden|Marsden]]) svolsero un [[Esperimento di Rutherford|esperimento cruciale]], con lo scopo di convalidare il modello di Thomson.<ref name=lip8>{{Cita|Liptrot|p. 8.}}</ref> Essi bombardarono un sottilissimo foglio di [[oro]], posto fra una sorgente di [[Particella α|particelle alfa]] e uno schermo.<ref name=lip8/> Le particelle, attraversando la lamina, lasciarono una traccia del loro passaggio sullo schermo. L'esperimento portò alla constatazione che i raggi alfa non venivano quasi mai deviati; solo l'1% dei raggi incidenti era deviato considerevolmente dal foglio di oro (alcuni venivano completamente respinti).

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=== La meccanica ondulatoria e il modello atomico contemporaneo ===

{{vedi anche|Principio di indeterminazione di Heisenberg|Equazione di Schrödinger|Orbitale atomico}}

{{vedi anche|Principio di indeterminazione di Heisenberg|Equazione di Schrödinger|Orbitale atomico}}Fu abbandonato il concetto di orbita e fu introdotto il concetto di [[orbitale atomico|orbitale]]. Secondo la meccanica quantistica non ha più senso infatti parlare di [[traiettoria]] di una particella: da ciò discende che non si può neanche definire con certezza dove un elettrone si trova in un dato momento. Ciò che è possibile conoscere è la [[probabilità]] di trovare l'elettrone in un certo punto dello [[spazio (fisica)|spazio]] in un dato istante di [[tempo]]. Un orbitale quindi non è una traiettoria su cui un elettrone (secondo le idee della fisica classica) può muoversi, bensì una porzione di spazio intorno al nucleo definita da una ''superficie di equiprobabilità'', ossia entro la quale c'è il 95% della probabilità che un elettrone vi si trovi.

I punti deboli del modello di Bohr-Sommerfeld vennero riesaminati alla luce anche del [[principio di indeterminazione]] introdotto da [[Werner Karl Heisenberg]] nel 1927, il quale convinse la comunità scientifica che fosse impossibile descrivere esattamente il moto degli elettroni attorno al nucleo, motivo per cui ai modelli [[determinismo|deterministici]] fino ad allora proposti si preferì ricercare un modello [[probabilismo|probabilistico]], che fosse in grado di descrivere qualsiasi atomo con una buona approssimazione. Ciò fu reso possibile grazie ai successivi risultati della [[meccanica ondulatoria]].

{{vedi anche|Principio di indeterminazione di Heisenberg|Equazione di Schrödinger|Orbitale atomico}}Fu abbandonato il concetto di orbita e fu introdotto il concetto di [[orbitale atomico|orbitale]]. Secondo la meccanica quantistica non ha più senso infatti parlare di [[traiettoria]] di una particella: da ciò discende che non si può neanche definire con certezza dove un elettrone si trova in un dato momento. Ciò che è possibile conoscere è la [[probabilità]] di trovare l'elettrone in un certo punto dello [[spazio (fisica)|spazio]] in un dato istante di [[tempo]]. Un orbitale quindi non è una traiettoria su cui un elettrone (secondo le idee della fisica classica) può muoversi, bensì una porzione di spazio intorno al nucleo definita da una ''superficie di equiprobabilità'', ossia entro la quale c'è il 95% della probabilità che un elettrone vi si trovi.

In termini più rigorosi un orbitale è definito da una particolare [[funzione d'onda]], soluzione dell'[[equazione di Schrödinger]], caratterizzata da tre [[numero quantico|numeri quantici]] associati rispettivamente all'energia, alla forma e all'orientamento nello spazio dell'orbitale.