Questa è una domanda sulla possibilità di visualizzare gli atomi:
Tenendo conto del modello di Thomson, immaginerei l'atomo come una sfera con tanti puntini (gli elettroni)...
Questa è una domanda sulla possibilità di visualizzare gli atomi:
Tenendo conto del modello di Thomson, immaginerei l'atomo come una sfera con tanti puntini (gli elettroni).
Immaginerei l'atomo di Rutherford come una sfera con all'interno una sfera più piccola (che rappresenterebbe il nucleo). L'atomo di Bohr, lo immaginerei anch'esso come una sfera all'interno della quale vi sono tanti cerchi che rappresentano i vari livelli energetici.
Se tengo conto del modello attuale invece, non riesco ad immaginare quale possa essere la forma dell'atomo a causa delle varie forme degli orbitali.
Ecco la mia risposta:
La difficoltà di visualizzare l'atomo come lo descrive la teoria atomica moderna (cioè la meccanica quantistica) è una difficoltà ampiamente giustificata. In un certo senso, non è possibile visualizzare l'atomo della meccanica quantistica, perché la sua descrizione matematica non specifica delle orbite, ma indica delle distribuzioni di probabilità: indica, in altri termini, quanto sia probabile trovare un elettrone in una zona dell'atomo. Poiché la probabilità stessa si riduce rapidamente con la distanza dal nucleo, ma non diventa mai uguale a zero, l'atomo della meccanica quantistica è in un certo senso infinitamente grande.
A queste difficoltà di principio si aggiunge la difficoltà, di per sé meno grave, legata al fatto che la forma spaziale della distribuzione di probabilità (chiamata anche "orbitale") non è sempre la medesima. Un atomo di idrogeno il cui elettrone si trovi al livello energetico fondamentale non ha la stessa forma dell'atomo il cui elettrone si trovi su un altro livello energetico e con un altro valore del momento angolare.
Però bisogna evitare un fraintendimento. Sia le orbite di Rutherford o di Bohr sia le distribuzione della meccanica quantistica sono molto diverse dalle sfere celesti dell'astronomia aristotelica. La sola cosa che dà realtà fisica a una particolare distribuzione di probabilità è che un elettrone si trovi ad occupare il suo livello. Se l'elettrone di un atomo di idrogeno si trova nello stato fondamentale, allora la distribuzione corrispondente ha semplicemente forma sferica, come nella eccezionale fotografia ottenuta l'anno scorso da un gruppo di fisici europei e descritta in questo articolo.