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I modelli atomici

da Thomson a Bohr
by

Stefania Della Sciucca

on 26 June 2014

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Transcript of I modelli atomici

Riscaldando un filo metallico esso diventa incandescente ed emette luce bianca; se si fa passare un fascio di questa luce attraverso un prisma di vetro esso viene suddiviso in fasci di colori senza discontinità cioè in uno
spettro continuo
i modelli atomici
gli elettoni, carichi negativamente, occupano lo spazio vuoto intorno al nucleo ruotando attorno ad esso come i pinati intorno al Sole (modello planetario)
Leucippo e Democrito diedero inizio alla teoria atomica senza nessuna prova sperimentale

dopo venti secoli venne proposto un modello atomico su basi sperimentali
Jhon Dalton
nel
1897
gli atomi contengono cariche negative chiamate elettroni
Nel
1909
1913
J.J. Thomson
scoporì l'elettrone utilizzando
i tubi di Crookes
i raggi catodici emessi dal dispositivo venivano attratti dalla parte del circuito caricata positivamente e Thomson dedusse che si trattava di particelle cariche negativamente che chiamò ELETTRONI
Thomson determinò il rapporto crica/massa dell'elettrone misurando la deviazione che i raggi catodici subivano al variare della forza di un campo magnetico esterno
Thomson suppose che all'interno dell'atomo dovesse esistere una corrispondente carica positiva e per questo propose come modello di atomo una sfera carica positivamente con all'interno disseminati gli elettroni, come l'uvetta nel panettone (MODELLO "A PANETTONE")
Cosa ha aggiunto Thomson alla teoria atomica di Dalton:
gli elettroni sono uniformemente distribuiti all'interno della sfera
I limiti del modello atomico di Thomson
vennero evidenziati dagli studi del suo allievo Rutherford
consisteva nel bombardare con un
fascio di particelle alfa, (atomi di elio privi di due elettroni proveneienti da una sorgente radioattiva), una sottilissima lamina d'oro ed osservare su uno schermo fluorescente gli effetti che tali "proiettili" subivano nell'attraversare ad alta velocità la lamina. Sulla base del modello atomico di Thomson, Rutherford si aspettava che tutte le particelle alfa attraversassero la lamina non potendo trovare percorsi preferenziali attraverso atomi in cui cariche positive e negative erano uniformenente distribuite.
Quando Rutherford condusse l'esperimento osservò che la maggior parte delle particelle alfa attraversava la lamina indisturbata, alcune venivano deviate e 1 ogni 20000 addirittura riflessa. Tali risultati furono sorprendenti perchè, considerata la massa e la velocità di tali particelle " era come se si fosse sparata una cannonata su un foglio di carta ed il proiettile fosse rimbalzato".
L'esperimento di Rutherford
Dopo questo sorprendente risultato, Rutherford concluse che la deflessione delle particelle alfa era causata dalla collisione con una massa carica positiamente e concetrata in una piccolissima regione all'interno dell'atomo che chiamo' NUCLEO.
Nel 1920 venne scoperto il protone
e ciò diede credito al modello di Rutherford. Contemporaneamente misure sulle masse atomiche mostrarono che i protoni da soli non giustificavano la massa dei nuclei. Per questo motivo Rutherford predisse l'esistenza di un'altra particella nel nucleo che fosse neutra. Ed ebbe ragione!
Le caratterisitiche del modello atomico di Rutherford:
Face passare luce bianca attraverso un'ampolla riempita di gas osservò nello spettro risultatnte righe meno brillanti: le righe di assorbimento (=
spettro di assorbimento
). Confrontando per uno stesso gas le righe di emissione e di assorbimento, notò che esse erano esattamente coincidenti.
Considerando la luce come un insieme di fotoni, Bohr concluse che gli atomi potevano assorbire o emettere soltanto certi fotoni e la sua teoria atomica è nata dal temtativo di spiegarne il perchè.
Il modello di Bohr poggia su un assunto fondamentale che ancora oggi è valido:
un fotone che viene assorbito da un atomo cede tutta la sua energia a uno dei suoi elettroni che passa ad uno stato energetico più elevato.
Cosa dice il modello atomico proposto da Bohr:
l'energia di un fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di energia tra le due orbite
per passare da un'orbita ad un'altra di livello energetico più elevato, l'elettrone assorbe energia
per passare da un'orbita ad un'altra di livello energetico più basso, l'elettrone emette energia sotto forma di fotone
l'elettrone percorre soltanto orbite circolari chiamate orbite stazionarie
quando un elettrone ruota su un'orbita stazionaria non emette e non assorbe ebergia
Il punto sul modello di Bohr:
è in grado di spiegare gli spettri di assorbimento ed emissione dell'atomo di idrogeno e degli atomi idrogenoidi cioè che hanno un solo elettrone ma non quelli di atomi con molto elettroni
Ernest Rutherford
condusse esperimenti con lo scopo di scoprire la posizione della carica positiva nell'atomo.
Neils Bohr
proprose un modello che spiegasse
la posizione degli elettroni nell'atomo
Nel...
il numero degli elettroni è tale da bilanciare la carica positiva del nucleo: numero di protoni uguale al numero di elettroni
l'atomo è composto da un nucleo centrale in cui sono concentrate tutta la carica positiva e la massa;
il diametro del nucleo (10^-15 m) è circa 100000 volte più piccolo del diametro dell'atomo (10^-10 m): ecco perchè la maggior parte del volume dell'atomo è spazio vuoto
all'elettrone sono permesse solo certe orbite, a cui corrispondono determinati valori di energia il cui valore è tanto più grande qunato più empia è l'orbita
l'elettone non può assumere tutti i valori di energia, ma solo quelli corrispndenti alle orbite permesse
poichè gli atomi sono complessivamente neutri, il resto dell'atomo è una sfera carica positivamente
Nel 450 a.C
dimostrò che il valore di tale rapporto non variava al variare del gas contenuto nel tubo deducendo che tutti gli elettroni sono uguali tra loro
Bohr analizzò la luce emessa dai gas rarefatti sottoposti a scarica elettrica come quella color porpora di una lampada contenente idrogeno a bassa pressione.
spettro di emissione
Il punto sul modello di Rutherford:
non diceva nulla su come gli elettroni fossero distribuiti attorno al nucleo e soprattutto era in contraddizione con le leggi della fisica classica secondo cui l'elettrone ruotando attorno al nucleo avrebbe dovuto emettere energia, percorrere orbite a spirale e collassare su di esso
la struttura nucleare è tutt'oggi valida: il nucleo è la parte più significativa dell'atomo perchè ne determina l'identità
LA "LUCE" DEGLI ATOMI
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