Struttura Atomica di Pietro Gemmellaro

2004, AB, NAZ, 59 Se un atomo di idrogeno acquista un elettrone, si forma uno ione: A) idronio B) idruro C) idrogeno D) idrogenuro 2004, AB, NAZ, 07 Indicare quanti elettroni, protoni e neutroni ha, nell’ordine, lo ione idruro H-: A) 1, 1, 0 B) 0, 1, 1 C) 2, 1, 1 D) 2, 1, 0

Per quanto riguarda la nomenclatura: Lo ione H- si chiama IDRURO! I nomi: Idrogenuro Idrogenito Idrogenato NON esistono!!!

TEORIE ATOMICHE Sin dall’antichità l’uomo si è chiesto: Sino a quando posso dividere un oggetto? Quanto piccolo lo posso ridurre? Da Democrito (460-370 a.C.), che descrisse un primo completo e coerente sistema materialistico, secondo cui esistono gli “atomi” (dal greco a-tomos = indivisibile) immersi in uno spazio vuoto, e fino a John Dalton (1766-1844), scienziato inglese, (fondatore dell’atomistica chimica moderna; scopritore della “chimica pneumatica”, dal greco “pneuma” aria, e autore della “legge delle pressioni parziali”), queste domande avevano risposte “filosofiche”.

Il primo modello atomico, basato su dati sperimentali, fu proposto per la prima volta nel 1900 da Joseph John Thomson (1856 - 1940), fisico britannico, premio Nobel nel 1906 per la fisica. Egli formulò un modello atomico secondo cui le particelle di carica negativa (gli elettroni) erano immerse in una massa gelatinosa di carica positiva. Tale modello è noto anche come modello atomico a “panettone” o ad “anguria”. Qualcosa di alimentare… insomma!

Qualche anno più tardi, il fisico neo-zelandese Ernest Rutherford (1871 – 1937), premio Nobel nel 1908 per la Chimica, formulò un nuovo modello atomico, grazie al famoso esperimento di bombardamento di una lamina d’oro con particelle radioattive.

Dai dati sperimentali ottenuti, Rutherford capì che la maggior parte della materia è vuota, e la quasi totalità della massa atomica risiede nella parte centrale, chiamata “nucleo atomico”. Ecco perché più del 99 % delle particelle a (He2+) che colpivano la lamina passavano inalterate. Dato che gli elettroni girano intorno al nucleo, così come i pianeti girano intorno al sole, tale modello è noto come “modello atomico planetario”.

Secondo Rutherford gli elettroni, che giravano intorno al nucleo carico positivamente, potevano assumere qualsiasi energia e distanza dal nucleo. Tale modello atomico, molto semplice ed intuitivo (perché collegabile al sistema solare), ebbe vita breve. Infatti, secondo le leggi della fisica classica, quando una particella carica negativamente ruota intorno a una carica positivamente, deve perdere energia e quindi rallentare sino a “cadere” sul nucleo positivo. Secondo questa visione, tutta la materia dovrebbe annullarsi entro pochi secondi!!! Ma la materia è stabile, e noi… parliamo di CHIMICA!

2007, AB, NAZ, 14 Il modello atomico proposto da Rutherford: A) postulava l’esistenza del nucleo atomico B) immaginava l’atomo come una sfera di elettricità positiva contenente dispersi uniformemente gli elettroni C) immaginava l’atomo come una sfera di elettricità positiva con alla superficie cariche elettriche negative D) supponeva l’esistenza di orbitali atomici 2007, AB, NAZ, 15 Secondo la fisica classica il principale difetto del modello atomico di Rutherford consisteva nell’incapacità di spiegare perché: A) gli elettroni non cadessero sul nucleo B) investendo una sottilissima lamina d’oro con particelle alfa (positive) alcune fossero respinte C) investendo una sottilissima lamina d’oro con particelle alfa (positive) alcune fossero deviate con angolo variabile D) investendo una sottilissima lamina d’oro con particelle alfa (positive) il 93 % di esse la attraversassero indisturbate

2006, AB, NAZ, 25 Rutherford dimostrò che il modello atomico di Thomson era errato, perché, un fascio di particelle positive: A) attraversava solo per il 97 % una sottilissima lamina d’oro. Egli si aspettava che lo attraversasse per il 100 % B) non subiva deviazioni attraversando una lamina d’oro C) attraversava solo per il 97 % una sottilissima lamina d’oro. Egli si aspettava che non lo attraversasse affatto D) veniva completamente deviato da una sottilissima lamina d’oro 2002, AB, NAZ, 53 + 2006, AB, NAZ, 28 Indicare quale scienziato ottenne per primo l’evidenza sperimentale che il nucleo atomico può provocare deviazioni importanti del percorso delle particella : A) Thompson B) Fermi C) Rutherford D) Lavoisier

Un giovane scienziato danese, Niels Bohr (1885 – 1962), premio Nobel per la fisica nel 1922, si avvalse della teoria dei quanti ideata qualche anno prima da Planck, per risolvere tali problemi. Bohr fu il primo scienziato ad introdurre in concetto di “postulato” nelle scienze sperimentali (non giustificati!). Tale “visione”, che sconvolse in parte la chimica e la fisica di allora, può essere enunciata attraverso i postulati di Bohr:

Un elettrone in un atomo può trovarsi SOLO a certe distanze dal nucleo (e quindi possiede SOLO certe energie), cioè si può muovere SOLO su alcune orbite, dette orbite permesse o stati stazionari (quello a bassa energia si chiama stato fondamentale, mentre gli altri si definiscono stati eccitati). L’atomo è quantizzato! Quando l’elettrone si trova in uno stato stazionario (le cui orbite sono circolari o ellittiche), esso non assorbe né emette energia.

Se l’elettrone assorbe una certa quantità di energia (DE = h n, sottoforma di luce, calore, vibrazione,ecc) passa dallo stato fondamentale a uno eccitato; se invece passa da uno stato eccitato a quello fondamentale, emette energia (DE = h n), sempre sottoforma di calore, luce, ecc.

2000, AB, NAZ, 22 In base al modello atomico di Bohr, quando un elettrone passa da uno stato fondamentale ad uno stato eccitato, l’atomo: A) emette energia B) emette una radiazione luminosa C) si raffredda D) acquista energia

2007, B, NAZ, 41 + 2007, C, NAZ, 03 Indicare quale tra i seguenti celebri esperimenti ha permesso di concludere che l’atomo contiene un nucleo molto piccolo carico positivamente: A) gocce d’olio, Millikan, 1910 B) diffusione di particelle α, Rutherford, 1911 C) raggi catodici, Thomson, 1897 D) emissione di raggi X di metalli, Moseley, 1914 2008, C, REG, 46 L’esperimento di Millikan delle goccioline di olio permise al ricercatore statunitense di determinare con un errore inferiore all’1% il valore della carica dell’elettrone. Ciò fu possibile perchè: A) le goccioline di olio erano così piccole da non essere influenzate dalla gravità B) ogni gocciolina di olio conteneva un numero intero di elettroni C) le goccioline di olio non interagivano con i campi elettrici applicati D) ogni gocciolina di olio aveva la stessa identica carica elettrica