Àtomo.

(dal greco átomos: indivisibile). Nelle dottrine fisico-filosofiche dell'antichità, più specificatamente in quelle ispirate a concezioni corpuscolari della realtà (V. ATOMISMO), la più piccola entità costitutiva della materia, non ulteriormente divisibile, ma contraddistinta da caratteristiche qualitative e quantitative ben determinate. ║ Fig. - Parte piccolissima. • Chim. - La più piccola parte di una sostanza che conserva immutate le proprie caratteristiche attraverso qualunque reazione chimica. • Fis. - Il concetto di a. inteso come costituente elementare della materia, elaborato dai filosofi greci e ripreso nel 1500, entrò a far parte delle teorie scientifiche all'inizio del XIX sec. in seguito alle osservazioni di Dalton e Lavoisier, e fu posto alla base della teoria della discontinuità della materia. La teoria atomistica, per l'opera di numerosi scienziati (Avogadro, Gay-Lussac, Cannizzaro, Mendeleev), raggiunse in seguito un assetto completo, riuscendo a spiegare quasi tutti i fenomeni chimici allora noti. Contemporaneamente la chiarificazione dei concetti di a. e di molecola rese possibile la determinazione dei pesi atomici e molecolari. Inoltre, alcuni fenomeni noti da tempo, come l'elettrolisi e la scoperta della conducibilità dei gas faceva supporre che gli a. avessero una struttura complessa. Nel 1897 Thomson mise in luce l'esistenza di corpuscoli all'interno dell'a. indivisibile ed ebbe inizio lo studio della struttura degli a. e delle loro proprietà. ║ Struttura dell'a.: l'a. è costituito da un nucleo centrale, formato da un certo numero di protoni, particelle di carica elettrica positiva, e di neutroni, particelle elettricamente neutre, e recanti quindi una carica elettrica positiva, attorno a cui ruotano tanti elettroni, particelle di carica elettrica negativa, quanti sono i protoni del nucleo, in modo che il sistema sia elettricamente neutro. Lo studio della struttura dell'a. è passato attraverso parecchi modelli; il primo tentativo di descrivere la struttura dell'a. si deve a Thomson, che immaginò l'a. come una sfera fluida carica positivamente, all'interno della quale si muovevano gli elettroni; il modello però non resse alle prove di laboratorio. ║ Modello di Rutherford: per spiegare la forte deviazione subita dalle particelle nell'interazione con gli a. Rutherford suppose, nel 1911, che gli a. fossero costituiti da un nucleo centrale molto piccolo rispetto alle dimensioni dell'intero a. e in cui fosse concentrata quasi interamente la massa, caricata positivamente, attorno alla quale si muovevano gli elettroni. II modello planetario di Rutherford metteva in crisi l'elettrodinamica classica; infatti, secondo la teoria elettromagnetica, una carica elettrica, in moto lungo un'orbita chiusa, irradia continuamente energia, con la conseguenza che la sua energia cinetica diminuisce gradatamente. Gli elettroni avrebbero quindi dovuto percorrere orbite sempre più piccole fino a cadere sul nucleo; ciò era in contrasto con le esperienze che mostravano come gli elettroni non irraggiassero continuamente energia e, d'altra parte, l'esistenza stessa degli a. provava che gli elettroni non precipitavano sul nucleo. ║ Modello di Bohr-Sommerfeld: le incongruenze che si riscontravano nel modello di Rutherford resero necessaria una nuova schematizzazione dell'a. che spiegasse i fenomeni osservati. A questo scopo Bohr propose un nuovo modello apportando però alcune correzioni alle leggi della meccanica classica e a quelle dell'elettromagnetismo. Il modello di Bohr, accettando per valida la struttura a nucleo centrale ed elettroni periferici, si fonda su due postulati: a) l'elettrone può percorrere solo certe orbite definite da un livello energetico determinato sulle quali non si verifica perdita di energia per irraggiamento; b) l'emissione o l'assorbimento di energia sotto forma di radiazione avviene rispettivamente quando l'elettrone passa da un'orbita a un'altra a minore livello energetico, cioè più interna, o a maggiore livello, cioè più esterna. Le orbite permesse sono individuate da un numero quantico n_, detto numero quantico principale che può assumere i valori 1, 2, 3, ecc. In seguito Sommerfeld estese la teoria di Bohr, considerando il caso di orbite ellittiche. ║ Modello vettoriale: il modello di Bohr-Sommerfeld si rivelò insufficiente per spiegare correttamente gli spettri degli elementi più pesanti in quanto, righe che a prima vista sembrano semplici mostrano, se analizzate con apparecchi a maggior potere separatore, una struttura complessa formata da più righe sottili. Nel 1924, per spiegare il moltiplicarsi dei livelli energetici, Goudsmit e Uhlenbeck avanzarono l'ipotesi che gli elettroni fossero dotati di moto rotatorio intorno al proprio asse e quindi di momento angolare spin e di momento magnetico, giungendo all'introduzione di un quarto numero quantico. Nello stesso anno Pauli enunciò il suo principio di esclusione: in un'orbita non vi può essere più di un elettrone caratterizzato dagli stessi numeri quantici. Il momento angolare di spin sommato vettorialmente al momento angolare orbitale dà luogo al momento angolare totale j che, a seconda della posizione reciproca dei due vettori che rappresentano i momenti angolari di spin e orbitali, può assumere valori interi o seminteri. Il numero quantico j, per ogni valore di l, può assumere due valori:

l + ½ e l -½.

Pertanto ogni livello caratterizzato da numeri n e l si suddivide a sua volta in due livelli. L'elaborazione della meccanica ondulatoria ad opera di De Broglie e gli sviluppi portati da Schrödinger, Born, fino all'enunciazione del principio di indeterminazione di Heisenberg, hanno permesso di dare una descrizione sempre più soddisfacente della struttura dell'a. In base a queste teorie cade il concetto di orbita intesa come traiettoria definita dall'elettrone; subentra la probabilità che in un dato istante l'elettrone si trovi in un certo punto dello spazio e manifesti la sua presenza con l'emissione di radiazioni; al concetto di orbita si sostituiscono quindi quelli di zone con maggiore o minore probabilità di distribuzione dell'elettrone. Resta comunque valido il concetto di livello energetico, e il modello planetario in prima approssimazione può ritenersi esatto; è tuttavia necessario, per una migliore comprensione della struttura dell'a., rinunciare a concepire le particelle atomiche secondo l'idea intuitiva che si ha delle particelle, intese cioè come minutissimi frammenti di materia con tutte le proprietà ad essa peculiari. • Inf. - Struttura dei dati elementari del Lisp: può essere un numero (intero o reale) o un simbolo atomico (cioè una stringa di caratteri accettati dalla sintassi di questo linguaggio).