teoria atomica

John Dalton, padre della teoria atomica moderna

di Vincenzo Villani

Dipartimento di Scienze, Università della Basilicata

In chimica i primi anni dell’800 furono dominati dalla teoria atomica proposta da Dalton che spiegò in modo semplice ed efficace le leggi fondamentali delle combinazioni chimiche.
John nacque nel 1766 da un povero tessitore quacchero. Appena dodicenne, già impartiva lezioni di fisica e matematica nel piccolo paese natale di Eaglesfield. Si narra che avesse stupito i contadini dimostrando loro che 60 metri quadri erano diversi da 60 metri al quadrato…
Presto si appassionò alle osservazioni meteorologiche, interesse che coltivò per tutta la vita.
Nel 1793 fu chiamato ad insegnare matematica e filosofia naturale al New College di Manchester, la non-conformist accademy dove aveva insegnato Priestley. Tuttavia, per poter disporre di più tempo per le sue ricerche diede le dimissioni per continuare con le lezioni private.

una sala della Manchester Literary and Phylosophical Society

una sala della Manchester Literary and Phylosophical Society

Nel 1800 fu nominato segretario della Manchester Literary and Phylosophical Society dove operò fino alla fine.
Da bravo quacchero condusse una vita molto misurata. Unica sua distrazione fu il gioco delle bocce: è verosimile che la familiarità che aveva con le bocce lo condusse a pensare agli elementi chimici in termini di particelle sferiche che rotolano, si urtano, si raggruppano…
Come conseguenza delle sue osservazioni meteo arrivò a riflettere sulla composizione dell’aria: ossigeno, azoto, anidride carbonica e acqua erano uniti chimicamente o semplicemente mescolati?

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L’atomo quantistico. Uno “strano oggetto”

Articolo 6/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni Villani

Agli inizi del XX secolo, la teoria atomica era praticamente universalmente accettata.  Se ha senso in scienza usare una data come spartiacque, la pubblicazione del libro Les Atoms di Jean Perrin nel 1913 segnò la definitiva vittoria dell’atomismo.  Per esempio, Perrin usando tredici metodi sperimentali diversi, determinò il valore del numero di Avogadro e tutti erano consistenti, mostrando in maniera inequivocabile che gli atomi si potevano “contare”.  Il successo di Perrin convinse anche Wilhelm Ostwald e Henri Poincaré, che erano stati scettici sulla reale esistenza degli atomi, a ricredersi.  Dice Poincaré: “l’ipotesi atomica ha recentemente acquisito abbastanza evidenza da cessare di essere una mera ipotesi”.  Nel breve volgere di un trentennio (dal 1896, scoperta della radioattività, al 1927, con la formulazione del principio di indeterminazione di Heisenberg), tra l’altro a cavallo del libro di Perrin, cambiò tutto, con la nascita dell’atomo quantistico e le sue “strane” caratteristiche.

Per poter parlare dell’atomo della meccanica quantistica, bisogna iniziare dall’atomo del modello di Bohr del 1913 che rappresenta il primo modello atomico con la quantizzazione dell’energia (e delle orbite elettroniche).  

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L’atomo da Dalton a Mendeleev. Nascita della chimica classica

Articolo 5/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni Villani

La rinascita del concetto greco di atomo viene di solito attribuita a Pierre Gassendi.   Ovviamente, la visione atomistica greca non era mai sparita del tutto dal panorama culturale occidentale, anche se fortemente avversata dalla Chiesa.   Occorreva, tuttavia, un uomo di chiesa, Gassendi era canonico a Digne, per potere, se non eliminare almeno ridurre, il collegamento tra atomismo e ateismo.  Gassendi nella sua formazione filosofica metteva insieme tre culture: quella medioevale clericale, quella rinascimentale e quella scientifica.   Egli si proponeva di fare una sintesi di queste tre visioni, per molti aspetti opposte.   L’immagine del mondo della materia di Gassendi somigliava a quella di Democrito, a parte le differenze dovute a considerazioni teologiche.   Gli atomi erano anche qui invisibili, ma non privi di estensione, erano divisibili matematicamente, ma non fisicamente; la natura ultima di questi atomi consisteva di soliditas, ossia di fermezza e impenetrabilità; essi erano pertanto sostanze permanenti e invariabili, che non differivano tra loro in qualità.   Anche per Gassendi le proprietà caratteristiche dei singoli atomi erano la moles (la dimensione) e la figura (la forma), mentre come terza proprietà veniva aggiunta il pondus (il peso), che in realtà, era già stato aggiunto da Epicuro.

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Verso la nascita della chimica moderna: dalla teoria atomica di Dalton al sistema periodico degli elementi

di Sergio Barocci

Gli atomi già concepiti dai filosofi greci (Leucippo, Democrito, vissuti nel IV sec. a.C) con considerazioni derivate da semplici intuizioni filosofiche e non da una corretta analisi sperimentale dei fenomeni , ripresi in epoca romana da Lucrezio nel De Rerum Natura , utilizzati poi con successo dai fisici meccanicistici rinascimentali (Galilei , Cartesio, Newton, Boyle), diventano, per merito di Dalton, le unità fondamentali che permettono di interpretare la composizione delle sostanze e le loro trasformazioni.
 

J. Dalton e la formulazione della prima teoria atomica

il libro di Dalton  intitolato "A new system of chemical philosophy"Le leggi di Lavoisier e di Proust rappresentarono la base sperimentale che permise a J. Dalton la riproposizione dell’ipotesi atomica come spiegazione dei fenomeni chimici.  Egli enunciò i punti fondamentali della sua ipotesi nel 1803 in una memoriale lettera alla Società letteraria e filosofica di Manchester.  Nel 1808 ripropose le sue idee in maniera più organica con il suo libro intitolato “A new system of chemical philosophy” (Fig.1).

La legge delle proporzioni multiple nota anche con il suo nome , fu resa pubblica dallo stesso Dalton nel 1804 e rappresentò una brillante verifica dell’ipotesi precedentemente formulata acquistando una superiore dignità di teoria.  L’enunciato delle legge delle proporzioni multiple completò così la rassegna delle leggi fondamentali ponderali cioè di quelle leggi che riguardavano il peso, oppure la massa delle sostanze interessate alle reazioni.

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