Obiettivi formativi
- Descrivi l’esperimento della lamina d’oro di Rutherford.
- Descrivi il modello nucleare dell’atomo.
Quanto spazio occupano i mattoni?
Mentre guardiamo il mondo che ci circonda, sembra piuttosto solido. Colpiamo un muro con la nostra mano e la mano si ferma – non passa (normalmente) attraverso il muro. Pensiamo alla materia come ad occupare lo spazio. Ma c’è molto spazio vuoto nella materia. In realtà, la maggior parte della questione è lo spazio vuoto.,
The Gold Foil Experiment
Nel 1911, Rutherford e colleghi Hans Geiger e Ernest Marsden iniziarono una serie di esperimenti innovativi che avrebbero cambiato completamente il modello accettato dell’atomo. Hanno bombardato fogli molto sottili di lamina d’oro con particelle alfa in rapido movimento. Le particelle alfa, un tipo di particella radioattiva naturale, sono particelle caricate positivamente con una massa circa quattro volte quella di un atomo di idrogeno.
Figura 1., (A) La configurazione sperimentale per l’esperimento della lamina d’oro di Rutherford: un elemento radioattivo che emetteva particelle alfa era diretto verso un sottile foglio di lamina d’oro circondato da uno schermo che consentiva di rilevare le particelle deviate. (B) Secondo il modello plum pudding (in alto) tutte le particelle alfa dovrebbero essere passate attraverso la lamina d’oro con poca o nessuna deflessione. Rutherford ha scoperto che una piccola percentuale di particelle alfa sono state deviate a grandi angoli, che potrebbe essere spiegato da un atomo con un piccolo, denso, nucleo positivamente carica al suo centro (in basso).,
Secondo il modello atomico accettato, in cui la massa e la carica di un atomo sono distribuite uniformemente in tutto l’atomo, gli scienziati si aspettavano che tutte le particelle alfa passassero attraverso la lamina d’oro con solo una leggera deflessione o nessuna. Sorprendentemente, mentre la maggior parte delle particelle alfa erano effettivamente imbattute, una percentuale molto piccola (circa 1 su 8000 particelle) rimbalzava sulla lamina d’oro ad angoli molto grandi. Alcuni sono stati anche reindirizzati indietro verso la fonte. Nessuna conoscenza precedente li aveva preparati per questa scoperta., In una famosa citazione, Rutherford esclamò che era ” come se avessi sparato un guscio da 15 pollici a un pezzo di carta velina ed è tornato e ti ha colpito.”
Rutherford aveva bisogno di trovare un modello completamente nuovo dell’atomo per spiegare i suoi risultati. Poiché la stragrande maggioranza delle particelle alfa era passata attraverso l’oro, ragionò che la maggior parte dell’atomo era spazio vuoto. Al contrario, le particelle che erano altamente deviate devono aver sperimentato una forza tremendamente potente all’interno dell’atomo., Concluse che tutta la carica positiva e la maggior parte della massa dell’atomo dovevano essere concentrate in uno spazio molto piccolo all’interno dell’atomo, che chiamò nucleo. Il nucleo è il piccolo, denso, nucleo centrale dell’atomo ed è composto da protoni e neutroni.
Il modello atomico di Rutherford divenne noto come modello nucleare. Nell’atomo nucleare, i protoni e i neutroni, che comprendono quasi tutta la massa dell’atomo, si trovano nel nucleo al centro dell’atomo. Gli elettroni sono distribuiti attorno al nucleo e occupano la maggior parte del volume dell’atomo., Vale la pena sottolineare quanto piccolo sia il nucleo rispetto al resto dell’atomo. Se potessimo far saltare in aria un atomo delle dimensioni di un grande stadio di calcio professionale, il nucleo sarebbe delle dimensioni di un marmo.
Il modello di Rutherford si rivelò un passo importante verso una piena comprensione dell’atomo. Tuttavia, non affrontava completamente la natura degli elettroni e il modo in cui occupavano il vasto spazio attorno al nucleo. Fu solo qualche anno dopo che fu raggiunta una piena comprensione dell’elettrone., Questo si è rivelato la chiave per comprendere le proprietà chimiche degli elementi.
Guarda un video che spiega l’esperimento della lamina d’oro:
Sommario
- Il bombardamento della lamina d’oro con particelle alfa ha mostrato che alcune particelle erano deviate.
- Il modello nucleare dell’atomo consiste in un piccolo e denso interno caricato positivamente circondato da una nuvola di elettroni.
Pratica
Usa il link qui sotto per rispondere alle seguenti domande:
http://www.icbse.com/topics/rutherfords-model-atom
- Quanto era spessa la lamina d’oro?,
- Quale sorgente alfa ha usato?
- Quanti sono stati deviati all’indietro?
- Qual era uno svantaggio della teoria di Rutherford?
Recensione
- Quando Rutherford e colleghi hanno svolto le loro ricerche?
- Che cos’è una particella alfa?
- Come ha spiegato Rutherford l’osservazione che la maggior parte delle particelle alfa è passata direttamente attraverso la lamina d’oro?
- Cosa ha detto delle particelle che sono state deviate?
- Descrivi il modello nucleare di Rutherford.,
Glossario
- particella alfa: Un tipo di particella radioattiva naturale, sono particelle caricate positivamente con una massa circa quattro volte quella di un atomo di idrogeno.
- modello nucleare: Il modello nucleare dell’atomo consiste in un piccolo e denso interno caricato positivamente circondato da una nuvola di elettroni.