Il concetto di atomo, come essenziale e indivisibile mattoncino costituente tutta la materia, si sviluppò inizialmente tra alcuni filosofi greci, come Leucippo, Democrito, ed Epicuro. Fu però nell’Ottocento che la teoria atomica prese forma dal punto di vista della scienza moderna, grazie a John Dalton. In seguito Einstein fu in grado di identificare il movimento di atomi e molecole nel moto browniano, un movimento disordinato di particelle caratterizzato da scarti improvvisi in varie direzioni.
Ben presto però, si capì che l’atomo non è veramente indivisibile, ma è a sua volta composto da particelle, nella fattispecie da elettroni, protoni e neutroni.
L’ atomo fu allora definito come la più piccola parte di un elemento che conserva le sue proprietà
L’elettrone è una particella del gruppo dei leptoni, con carica elettrica negativa e sostanzialmente priva di massa. La sua carica viene utilizzata come misura unitaria per la carica elettrica di ogni particella.
Il protone è una particella del gruppo dei barioni, con carica elettrica positiva, opposta a quella dell’elettrone, avente massa:
m = 1.67 × 10-24 gr
La sua massa viene presa come riferimento per misurare la massa di ogni particella.
Il suo raggio misura:
r = 10-15 m
Questa misura equvale a 1fm (1 Fermi) ed è usata come riferimento per le dimensioni subatomiche.
Il neutrone è una particella del gruppo dei barioni, non ha carica elettrica e massa e dimensioni simili a quelle del protone.
Nella prima metà del Novecento si cominciarono a teorizzare diversi modelli atomici che descrivessero la disposizione di queste particelle all’interno dell’atomo. Scartati i modelli che prevedeva elettroni e protoni a stratto contatto, fu Rutherford il primo a ipotizzare un nucleo di protoni e neutroni con gli elettroni ad orbitarvi intorno. In seguito, grazie al contributo di alcuni degli scienziati che diedero avvio allo studio della fisica quantistica, come Bohr, Heisenberg e Schrödinger, si arrivò a modificare e a correggere questo modello. In particolare si capì che gli elettroni possono stare soltanto in particolari orbite, chiamate orbitali, a determinate distanze dal nucleo.
Inoltre, l’elettrone, come la luce, oltre ad essere una particella, ha natura ondulatoria e, secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, non è possibile conoscere simultaneamente quantità di moto e posizione di un elettrone. Solo attraverso una funzione onda è possibile ricavare una certa probabilità di trovare un elettrone in una particolare posizione.
