àtomo, sm.

1 La frazione più piccola di un elemento (da 2 · 10 ^-7 a 5 · 10 ^-7 mm), le cui caratteristiche rimangono invariate in seguito a qualsiasi reazione chimica. 2 Briciolo. ~ frammento.
Inglese: sm. atom.
• è composto da un nucleo centrale, costituito da protoni , cioè particelle con carica elettrica positiva, e neutroni , particelle neutre; il numero di protoni è detto numero atomico (Z) mentre la somma dei protoni e dei neutroni è detta numero di massa (A). La carica del nucleo è positiva, ma attorno a questa ruotano, distribuiti sugli orbitali, gli elettroni, particelle con carica negativa di valore uguale a quella del protone, in numero uguale a quello dei protoni del nucleo, così da mantenere neutro il sistema. Esistono atomi con stesso Z e diverso A (eccesso o mancanza di neutroni nel nucleo): essi sono detti isotopi . Le proprietà chimiche e fisiche dell'atomo dipendono dal numero atomico, cioè dal numero di elettroni nel guscio esterno, in quanto sono essi a determinare le affinità tra un atomo e l'altro e cioè i legami che portano alla formazione delle molecole. La classificazione degli atomi, o elementi, è stata iniziata da D. I. Mendeleev che elaborò la famosa tabella del sistema periodico degli elementi, o tabella di Mendeleev, nella quale gli elementi sono ordinati per numero atomico crescente (da Z=1 per l'idrogeno a Z=98 per l'uranio oltre agli elementi transuranici e artificiali). J. J. Thomson provò per primo a rappresentare la struttura dell'atomo, figurandolo come una sfera fluida di carica positiva, dentro la quale si muovevano gli elettroni. Rutherford, nel 1911, avanzò l'ipotesi che l'atomo fosse formato da un nucleo centrale di carica positiva, in cui era contenuta la massa, e attorno al quale orbitavano gli elettroni; il suo modello planetario, però, contrastava con l'elettrodinamica classica. Tra le critiche mosse al modello di Rutherford, si inserisce quella di Bohr che, nel 1922, presentò un nuovo modello, sempre basato sulla struttura a nucleo centrale con elettroni sulle zone esterne. Secondo tale modello, l'elettrone può muoversi solo sulle orbite non soggette a perdita di energia per irraggiamento, e l'emissione o l'assorbimento di energia sotto forma di radiazione si verifica quando l'elettrone si muove da un'orbita a un'altra più esterna o più interna. Le orbite concesse sono indicate da un numero intero n , detto numero quantico principale o totale, che può assumere i valori interi positivi. La teoria di Bohr fu ampliata da Sommerfeld, che esaminò il caso di orbite ellittiche; il modello di Bohr-Sommerfeld limitava però la sua validità all'atomo di idrogeno. Gli studi successivi furono rivolti a vincere questo limite; molti degli scienziati che se ne occuparono furono insigniti del premio Nobel perché, con le loro scoperte, impressero un nuovo corso alla fisica (L. de Broglie, E. Schrödinger, P. A. Dirac, M. Born, W. Pauli, W. Heisenberg). Nel 1923 L. de Broglie ipotizzò che ogni particella materiale in movimento potesse avere una natura ondulatoria: ciò portò all'elaborazione di una nuova meccanica efficace a livello atomico e subatomico, la meccanica quantistica . In questa nuova ottica, lo stato di un elettrone è rappresentato con la funzione y , chiamata funzione d'onda (Schrödinger). Il quadrato del modulo di tale funzione denota la possibilità dell'elettrone di trovarsi in un certo punto dello spazio. Tale concezione probabilistica non permette una precisa riproduzione schematica spaziale dell'atomo; ci si deve limitare a rappresentarlo come un nucleo attorniato da una nube elettronica. Di semplice soluzione se riferite all'atomo di idrogeno, le equazioni della meccanica quantistica si complicano con l'accrescere del grado di complessità del sistema atomico, tanto che spesso si dimostrano impossibili da risolvere. A tal proposito sono state immesse approssimazioni per agevolare la soluzione; nel 1930 furono ideati speciali modelli atomici quali quello Thomas-Fermi, per gli atomi pesanti con molti elettroni, e di Hartree-Fok, per studiare gli atomi leggeri. Data la complessità dei casi, comunque, solo i potenti calcolatori elettronici di oggi permettono di risolvere le equazioni delle funzioni d'onda e le loro distribuzioni.