Capitolo Le particelle dell’atomo

La scoperta delle proprietà elettriche

Gli antichi Greci avevano scoperto che gli oggetti di ambra, strofinati con un panno di lana, attiravano la paglia sminuzzata. Essi chiamavano l’ambra elektron, da cui deriva il termine elettricità che noi utilizziamo per descrivere tali fenomeni. Fino alla fine del Settecento era conosciuta soltanto la forma di elettricità detta «statica», che poteva essere generata da grandi macchine per sfregamento di lastre o cilindri di vetro ruotanti contro cuscinetti di pelle. Si sapeva, inoltre, che ogni sostanza poteva venire elettrizzata, cioè elettricamente caricata (▶figura 2.2). L’elettrizzazione si presentava in due «forme» diverse: forme simili di elettricità si respingevano reciprocamente e quelle contrarie si attraevano. 

Il fisico americano Benjamin Franklin, che studiò per molti anni i fenomeni elettrici, così scriveva: «La materia elettrica differisce dalla normale materia per il fatto che le particelle di quest’ultima si attraggono mutuamente, quelle della prima si respingono l’un l’altra… Ma sebbene le particelle di materia elettrica si respingano l’un l’altra, esse sono fortemente attratte da ogni altra materia».

Franklin interpretò questi fenomeni postulando l’esistenza di un fluido elettrico costituito da particelle reciprocamente repulsive, che distinse con il nome di elettricità positiva e elettricità negativa.

 Ben presto gli scienziati riuscirono a produrre elettricità, ma le prime macchine generavano soltanto violente e rapide scariche elettriche. Nell’Ottocento, grazie alla pila inventata da Volta, l’elettricità si rivelò invece in modo più controllato come una lenta corrente che riusciva a provocare vere e proprie trasformazioni chimiche. Furono proprio i numerosi studi relativi all’azione della corrente elettrica su sostanze in soluzione che condussero alla decomposizione dell’acqua in idrogeno e ossigeno (1801) e alla scoperta di nuovi elementi, come sodio, potassio, calcio e bario. Questo nuovo filone di ricerca, denominato elettrochimica, rese evidente il fatto che, nella materia, doveva esistere un collegamento tra forze chimiche e forze elettriche.

  Al chimico svedese Berzelius si deve il merito di aver collegato i risultati degli studi di elettrochimica alla nascente teoria atomica: egli suggerì l’idea che ogni atomo possedesse entrambi i tipi di carica e che atomi diversi, combinandosi, neutralizzassero le residue cariche elettriche. Per avere un’idea più precisa e più corretta della relazione tra atomo e carica elettrica si dovette arrivare sino agli ultimi decenni dell’Ottocento. Gli studi degli effetti provocati da una scarica elettrica nei gas rarefatti condussero, infatti, alla scoperta della particella responsabile della corrente elettrica: l’elettrone. Tuttavia, soltanto alla fine del Novecento, grazie alle ricerche relative alla radioattività naturale, si ebbe la conferma che l’elettrone doveva essere un costituente fondamentale dell’atomo.

fissa i concetti

Fino all’inizio del XIX secolo l’acqua era considerata un elemento. In che modo fu poi riconosciuta la sua vera natura di composto?

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Gli studi di elettrochimica contribuirono a incrinare uno dei pilastri della teoria atomica di Dalton. Quale?


figura 2.2openUna penna di plastica sfregata contro un golf di lana si carica elettricamente e attira a sé oggetti leggeri, come piccoli pezzi di carta.

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