Il modello atomico di Thomson: definizione e esempi
Verso la fine dell’Ottocento, la teoria atomica della materia era la più accreditata tra i fisici perché permetteva di spiegare in maniera relativamente semplice e intuitiva una grande quantità di fenomeni sperimentali di chimica e termodinamica.
Gli studi del fisico e matematico inglese John Joseph Thomson avevano rivelato l’esistenza di particelle praticamente puntiformi dotate di carica negativa, gli elettroni da lui chiamati “corpuscoli“. Il modello atomico di Thomson si basa proprio su questa scoperta rivoluzionaria.
Prima di Thomson, la struttura dell’atomo era avvolta nel mistero, con molte teorie e ipotesi che tentavano di spiegarla. Egli, attraverso i suoi esperimenti e osservazioni, ha proposto un modello dell’atomo che può essere paragonato a una “torta” con “gocce” di carica positiva e negativa.
Il suo modello suggeriva che l’atomo non era una sfera indivisibile e uniformemente carica, come precedentemente pensato, ma piuttosto una sorta di “budino” di carica positiva, all’interno del quale erano disseminate piccole cariche negative, che chiamiamo elettroni. Questa visione ha fornito una nuova prospettiva su come potrebbero essere organizzate le particelle all’interno dell’atomo e ha posto le basi per ulteriori ricerche e scoperte in fisica atomica.
Scopriamolo più a fondo: vediamo insieme come si compone il modello atomico di Thomson e quali sono le sue caratteristiche!
Il modello atomico proposto da Thomson
Le ricerche condotte a fine Ottocento sull’elettricità avevano rivelato l’esistenza di “atomi di elettricità” chiamati, dal fisico irlandese George J. Stoney, elettroni. Questa scoperta rese prioritaria la definizione di un modello atomico che collocasse gli elettroni nella materia.
Fu il fisico e matematico inglese John J. Thomson a proporre il primo modello atomico del Novecento che comprendesse gli elettroni da lui chiamati “corpuscoli”. In realtà, già Lord Kelvin aveva ipotizzato, in uno dei suoi tanti studi, una struttura atomica continua, cioè “piena”, senza però includervi le cariche. Dato che la materia era evidentemente neutra, la carica degli elettroni doveva essere bilanciata da una carica positiva; inoltre, la massa degli elettroni è molto piccola, quindi la carica positiva doveva determinare la maggior parte della massa atomica.
Thomson propose un modello di atomo continuo formato da un “sfera” di carica positiva che conteneva corpuscoli carichi negativamente, gli elettroni; questi erano disseminati nel volume positivo, come “l’uvetta nel panettone”, da cui deriva il soprannome di “modello a panettone”. Dai calcoli del fisico inglese, perché la carica dell’atomo risultasse neutra, gli elettroni dovevano muoversi di moto approssimativamente circolare nella sfera di carica positiva.