La struttura dell'atomo
L'atomo è la parte essenziale della materia ed è la più piccola parte di un elemento.
Secondo la legge stipulata da Dalton, l'atomo è indivisibile: basta anche analizzare il nome che deriva dal latino e significa "la parte più piccola".
Oggi noi sappiamo però che questo non è vero in quanto ciascun atomo, può acquisire o perdere degli elettroni caricandosi in tal modo negativamente o positivamente.
Vediamo quindi come è strutturato un atomo.
Innanzi tutto abbiamo un NUCLEO nel quale è concentrata la quasi totalità della materia atomica.
All'intreno di esso sono presenti due particelle: una di carica positiva che prende il nome di PROTONE e l'altra di carica neutra che quindi prende il nome di NEUTRONE.
Fuori dal nucleo e ad una certa distanza ruotano seguendo orbite delle particelle con carica negativa che prendono il nome di ELETTRONI.
Per la rimanente parte il nucleo è composto da "vuoto": si spiegherebbe così l'esito di un famoso esperimento operato per la prima volta da Rutherford.
Egli osservò che alcuni minerali quali l'Uranio, il Radio, il Polonio ecc.. emanavano spontaneamente particelle radiattive.
Vennero quindi individuate tre tipi di radiazioni: i raggi alfa, i raggi ß (beta) e i raggi y (gamma) che possiedono le seguenti proprietà:
Raggi Alfa : sono delle radiazioni costituite da particelle con carica positiva, possono attraversare piccole lamine metalliche e infine pesano all'incirca come un atomo di Elio;
Raggi Beta : sono delle radiazioni costituite da elettroni che hanno una velocità molto elevata che gli permettono di attraversare delle lamine di Piombo spesse alcuni millimetri;
Raggi Gamma : sono delle radiazioni elettromagnetiche di grande energia che riescono ad attraverse delle lamine di Piombo di alcuni centimetri.
Il fatto che sia le particelle alfa che quelle beta riuscissero ad attraversare migliaia di atomi faceva supporre
che questi fossero in gran parte "vuoti".
Rutherford condusse diverse esperienze nelle quali inviò su delle lamine d'oro o di altri materiali delle particelle alfa prodotte da una sostanza radioattiva. Egli osservò che la maggior parte di esse attraversavano le lamine senza subire deviazioni; tuttavia osservò che una minoranza subiva delle deviazioni piuttosto consistenti e che alcune tornavano addirittura indietro.
Si deduceva quindi che nell'atomo doveva esserci anche un qualcosa di compatto e duro che facesse deviare la traiettoria a queste particelle.
Le particelle alfa, secondo questa ipotesi che è confermata dalle conoscenze attuali (secondo esse il diametro del nucleo è di diecimila volte inferiore rispetto a quello intero di un atomo), venivano deviate solo se sul loro cammino incontravano particelle con carica positiva e una massa sufficientemente grande rispetto alla loro: il NUCLEO.
L'esperimento venne ripetuto più e più volte e Rutherford riscontrò che le deviazioni subite dalle particelle alfa dipendevano dai materiali. Questo è causato dalla differente carica elettrica dei nuclei dei difersi metalli: infatti una deviazione più profonda è da attribuirsi ad una maggiore carica positiva del nucleo.
Per ogni metallo è stato possibile ricavare il valore della carica positiva dell'atomo e quindi il numero dei protoni contenuti in esso. Si giunse quindi alla seguente conclusione:
Tutti gli atomi di uno stesso elemento posseggono uguali numero di protoni; atomi di elementi differenti hanno un diverso numero di protoni.
Tale numero è detto NUMERO ATOMICO e si rappresenta con la lettera Z.