Modello Atomico Di Rutherford

Modello Atomico di rutherford

Studi sui raggi catodici, delle sostanze radioattive e dei raggi canale, portarono agli inizi del 1900 a considerare l’ atomo elettricamente neutro, ovvero costituito da una parte carica positivamente e da un certo numero di elettroni. Tuttavia non si sapeva, ancora, come fossero disposti i diversi costituenti di un atomo all’ interno del medesimo. Studi inerenti il Libero Cammino Medio delle molecole nei gas e lo studio sulla densità dei solidi, condussero all’ ipotesi che l’ ordine di grandezza del raggio atomico fosse di 10-8 cm. Questo fu un grande traguardo, in quanto, si comincio, anche se in modo impreciso, a prendere coscienza delle dimensioni dei costituenti della materia. Rutherford arrivò, attraverso la sua famosissima esperienza sulla Diffusione delle Particelle α, a postulare che la parte pesante e carica positivamente dell’ atomo, costituiva un nucleo centrale di raggio < 10-12 cm e che attorno a tale nucleo, erano disposti gli elettroni su orbite con raggio ≅ 10-8 cm. Nonostante questo spettacolare successo, il modello di Rutherford presentava difficoltà teoriche, tali da condurre a previsioni in contrasto con i fatti sperimentali rilevati (anche se non tutti). Una prima inconsistenza di tale modello risiede nel fatto che secondo l’ elettrodinamica classica una particella carica in moto accelerato emette onde elettromagnetiche. L’ energia irraggiata nell’ unità di tempo è data dalla seguente relazione (formula di Hertz):

dW/dt = (2/3) (e2/c3) x″2

Questo comporterebbe che gli elettroni della corteccia atomica, descrivendo traiettorie curve attorno al nucleo) e subendo una accelerazione non nulla dovrebbero (cosa che invece non succede) perdere progressivamente energia fino a “cadere” sul nucleo. Inoltre, per quanto concerne lo spettro di emissione di un atomo, l’ elettrodinamica classica afferma che la frequenza della radiazione emessa da un elettrone per effetto del suo moto attorno al nucleo (accelerato) dovrebbe essere pari alla frequenza di rivoluzione dell’ elettrone stesso più, eventualmente, sue armoniche. Pertanto man mano che l’ elettrone perde energia a causa del suo moto accelerato attorno al nucleo (e quindi si avvicina sempre più al nucleo stesso) la sua frequenzadovrebbe crescere progressivamente con continuità e, quindi, lo spettro di emissione dell’ atomo dovrebbe essere Continuo. Questo stato di cose è in contraddiaizone con i fatti sperimentali rilevati, dai quali si deduce che sostanze allo stato atomico possiedono uno spettro di emissione e di assorbimento costituito da Righe molto sottili ed isolate.

Da queste semplici considerazioni si deduce che il “mondo classico” non permette di spiegare o di comprendere né la stabilità degli atomi né la caratteristica fondamentale degli spettri di emissione e di assorbimento delle sostanze allo stato atomico di essere degli spettri di righe.