L'atomo

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Categoria:	Biologia
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Data:	16.11.2001
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L’ATOMO
Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule. Le cellule dalle macromolecole biologiche e più precisamente da glucidi o idrati di carbonio o zuccheri, da lipidi o grassi e da molecole proteiche (protidi). Queste macromolecole biologiche nel citoplasma sono sospese nell’acqua che è una sostanza inorganica non vivente; per le loro funzioni gli organismi utilizzano l’energia prodotta in presenza dell’ossigeno. Sia le molecole biologiche od organiche (molecole viventi) sia molecole inorganiche sono costituite di atomi.
LA STRUTTURA ATOMICA
Gli scienziati cento anni fa pensavano ancora che gi atomi fossero delle particelle indivisibili. Ma agli inizi di questo secolo, ci si rese conto che non era possibile in tal modo spiegare perché in natura non esistevano atomi liberi se non i cinque gas nobili; mentre tutti gli altri elementi erano uniti a formare molecole. Risultavano essere neutri e quindi quando con molti esperimenti venne provata la presenza di particelle cariche negativamente, evidentemente queste erano bilanciate da cariche positive. Le particelle cariche negativamente vennero chiamate elettroni. Quelle cariche positivamente protoni. Mentre i neutroni è l’unione di particelle negative e di particelle positive in ugual dose. Secondo la fisica classica le cariche di segno uguale si respingono e cariche di segno opposto si attraggono: come era allora possibile avere nell’atomo sia cariche positive che negative? Il primo fisico che tentò di dare una risposta fu Thompson che descrisse l’atomo come una massa omogenea in cui cariche positive e negative erano distribuite uniformemente. Venne immediatamente contestato e superato dal fisico Bohr (1920). Secondo Bohr l’atomo era costituito da un nucleo centrale molto piccolo in cui erano addensate le cariche positive mentre le cariche negative ruotavano su orbite circolari ad una precisa distanza dal nucleo. Indicò tali orbite in numero di sette e le indicò con le lettere KLMNOPQ e li chiamò livelli stazionari. Tale sistema venne paragonato al sistema solare e quindi tale modello venne chiamato modello planetario. Bohr aveva risolto il problema della “coabitazione” di cariche positive e negative, ma non aveva risolto il problema della possibilità di avere comunque cariche dello stesso segno nello stesso posto e perché queste cariche non emettevano energia all’esterno. Vennero eseguiti molti altri studi e tale modello planetario venne successivamente in alcuni punti confermato, ma in altri ben presto superato. L’atomo era si costituito da un nucleo con cariche positive e da elettroni che ruotavano intorno e grazie alla legge della gravitazione universale (Newton) per cui applicata alle cariche elettriche, “legge di Coulomb”, tra nucleo ed elettroni esiste una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche inversamente proporzionale al quadrato del raggio. Inoltre gli elettroni oltre che ruotare intorno al nucleo ruotavano intorno a se stessi. Successivamente si cercò di capire e quindi il perché gli elettroni anche a minime variazioni di energia subivano grandi perturbazioni inspiegabili come particelle. Venne quindi attribuito agli elettroni sia la natura di particella ma anche quella di onda e quindi le leggi della fisica classica non erano più sufficienti a dare modelli atomici validi. L’atomo venne considerato tridimensionale e quindi rappresentabile secondo gli assi cartesiani. Poiché ha anche natura di onda non è possibile calcolare con esattezza contemporaneamente la sua posizione e la sua quantità di moto. Non era possibile descrivere per gli elettroni orbite circolari stazionarie, ma gli elettroni si potevano trovare in una regione di spazio che venne chiamata regione orbitale: in questa regione abbiamo la massima probabilità a trovare elettroni ma non possiamo calcolare il punto preciso.