Come sappiamo la materia è costituita da atomi, che possiamo paragonare agli elementi di base che formano gli oggetti. Il nome atomo deriva dalla parola greca atomos che significa indivisibile. Già più di duemila anni fa, alcuni filosofi greci, in particolare Democrito, ritenevano che la materia fosse costituita da una moltitudine di particelle indivisibili che chiamarono appunto atomi. Secondo Democrito infatti: tutta la realtà è costituita da atomi che si muovono incessantemente nel vuoto. Gli atomi sono particelle elementari, indivisibili, differenti tra loro solo per caratteristiche quantitative o oggettive come la forma, la grandezza, l’ordine e la posizione, dotate di movimento eterno che è ad esse connaturato. Questa teoria venne chiamata appunto atomismo.
All’inizio del XIX secolo, il chimico inglese John Dalton riprese l’antica idea di Democrito che gli atomi fossero particelle indivisibili, e approfondendone lo studio concluse che:
– l’atomo è la più piccola parte di un elemento;
– atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali fra loro e hanno lo stesso peso;
– atomi di elementi differenti sono differenti fra loro e hanno pesi differenti;
– atomi di elementi differenti si combinano insieme per formare i composti;
– durante una reazione chimica gli atomi degli elementi conservano le loro proprietà e non
vengono distrutti.
Queste idee nel loro complesso costituiscono la teoria atomica di Dalton.
Oggi sappiamo che gli atomi sono costituiti da particelle più piccole e che vengono distrutti quando la materia si trasforma in energia, come accade durante l’esplosione di una bomba atomica. All’inizio del 1800 Dalton immaginava dunque gli atomi come delle palline sferiche, solide, indivisibili. Nel 1897 il fisico Joseph John Thomson, studiando il passaggio della corrente elettrica attraverso un gas, scoprì che il gas emetteva delle particelle cariche di elettricità negativa e immaginò l’atomo come una sfera caricata positivamente, all’interno della quale si trovavano le particelle negative.
Successivi esperimenti eseguiti all’inizio di questo secolo condussero il fisico neozelandese Ernest Rutherford e il fisico danese Niels Bohr a immaginare un nuovo modello atomico.
Essi infatti ipotizzarono che l’atomo fosse come un piccolissimo sistema solare costituito da una parte centrale molto densa, chiamata nucleo, intorno alla quale ruotavano le particelle cariche negativamente, chiamate elettroni, proprio come i pianeti ruotano intorno al Sole.Questo modello, anche se molto utile, non consentiva però di spiegare adeguatamente la distribuzione degli elettroni intorno al nucleo. Oggi si pensa che l’atomo sia costituito da un nucleo centrale molto denso, caricato positivamente, circondato da una nuvola costituita da elettroni e quindi caricata negativamente.
Nel nucleo sono presenti diversi tipi di particelle fra le quali i protoni, caricati positivamente, e i neutroni che, come suggerisce il loro nome, sono particelle elettricamente neutre. Un protone e un neutrone hanno all’incirca la stessa massa, che è 1800 volte quella di un elettrone.
Il nucleo è centomila volte più piccolo dell’intero atomo. Se immaginiamo un atomo grande come uno stadio di calcio, il suo nucleo rispetto a tutto l’atomo è paragonabile a un chicco di grano disposto al centro dello stadio.
Il nucleo si può quindi considerare il cuore dell’atomo, dove è concentrata quasi tutta la sua massa (99,9%). Il diametro di un atomo è all’incirca la centomilionesima parte di un centimetro (1/100.000.000 cm). Ciò significa che mettendo 100 milioni di atomi uno accanto all’altro, essi misurerebbero circa un centimetro. Gli scienziati oggi ritengono che le particelle presenti nel nucleo, come i protoni e i neutroni, siano costituite da altre particelle più piccole, chiamate quark, elettricamente cariche. Esistono tipi
differenti di quark; le particelle presenti nel nucleo risultano dalle combinazioni di tre di essi. Un protone, ad esempio, è costituito da tre quark principali, due noti come quark-u e uno come quark-d.
Silvietta Reginella