Il modello atomico di Thomson

Il modello atomico di Thomson

Il modello atomico di Thomson è stato uno dei primi modelli per descrivere come sono fatti gli atomi e come vengono collocate le sue cariche elettriche. Questo modello descriveva l’atomo come una nuvola sferica in cui è diffusa la carica positiva con dei piccolissimi corpi di carica negativa (gli elettroni) immersi in essa in modo casuale e in numero tale da annullare la carica positiva e rendere l’atomo elettricamente neutro.

J.J. Thomson aveva scoperto l’esistenza degli elettroni nel 1897 mediante i tubi catodici, tubi di vetro trasparente con all’interno dei gas a cui faceva passare la corrente elettrica. Riducendo la pressione del gas ad un milionesimo di bar (unità di misura della pressione) e aumentando molto la carica elettrica accumulata sugli elettrodi dal catodo venivano emessi fasci di particelle che divennero visibili quando toccavano una parte del tubo ricoperta di solfuro di zinco. Thomson chiamò questi fasci raggi catodici.

Dato che la massa di queste particelle era molto più piccola di quella dell’atomo più leggero, l’idrogeno (la cui massa è 1,008 u), Thomson dedusse che la parte dell’atomo con la carica positiva doveva corrispondere a quasi tutta la sua massa e che gli elettroni dovevano trovarsi al suo interno in modo casuale.

modello di thomson
Il modello di Thomson: gli elettroni sono dei punti piccolissimi all’interno della massa dell’atomo di carica positiva.

Il modello atomico di Thomson venne presto abbandonato a motivo delle scoperte dello scienziato neozelandese E. Rutherford nel 1911. Rutherford scoprì che facendo passare un fascio di particelle α, di carica elettrica positiva, contro un punto di una sottilissima lamina di oro, la maggior parte di queste particelle la attraversavano senza problemi, alcune subivano una certa deviazione mentre altre non riuscivano proprio ad attraversarla e balzavano indietro.

Dato che una carica positiva può essere respinta soltanto a contatto con un’altra carica positiva, Rutherford concluse che i protoni dell’oro dovevano trovarsi in quel volume piccolissimo dove le particelle α venivano respinte mentre tutto il resto del volume dell’atomo, la maggior parte, è costituito da spazio vuoto occupato dagli elettroni in movimento.

modello di rutherford
Il modello di Rutherford. La carica positiva si trova al centro dell’atomo. Per questo motivo soltanto alcuni raggi α venivano rimandati indietro.