Il fissaidee

Ora siamo psicologicamente pronti (almeno un po’…) a rinunciare alla nostra tranquillizzante visione intuitiva macroscopica del mondo, e siamo quindi disposti ad accettare che possano esistere enti che sono contemporaneamente particelle e onde. Questa affermazione significa, ad esempio, che certi fenomeni che coinvolgono tali enti fisici si spiegano ammettendo che essi siano in un ben definito punto dello spazio, mentre altri fenomeni si comprendono ammettendo che tali enti siano “diffusi” in una certa regione spaziale.

Passiamo quindi alla descrizione del modello atomico attuale, che è basato fortemente sulla visione quantistica del mondo fisico. A tal fine è utile una considerazione preliminare. Come vedremo un po’ più avanti, il nucleo atomico è un “mondo a sé stante” rispetto agli elettroni, nel senso che l’energia che tiene insieme nel nucleo i suoi componenti è molti ordini di grandezza maggiore di quella che tiene gli elettroni legati al nucleo (è come se il nucleo, a fini pratici, fosse essenzialmente indivisibile, puntiforme e “duro” rispetto al comportamento degli elettroni). Pertanto, finché ci si interessa al comportamento degli atomi come entità chimiche definite (gli elementi), incluso il modo in cui ciascun elemento assorbe o emette radiazioni elettromagnetiche (cioè gli spettri di assorbimento o emissione), lo “stato” di un atomo coincide con lo “stato” dell’insieme dei suoi elettroni.

Il modello atomico oggi ampiamente accettato, in quanto confermato da clamorose e numerosissime evidenze sperimentali, è caratterizzato da due aspetti tipicamente quantistici:

• Gli elettroni negli atomi possono esistere solo in ben definiti “stati” e non in altri. Tali stati corrispondono ad alcuni valori discreti di grandezze fisiche come l’energia e il momento angolare, nel senso che solo tali valori sono “permessi”. Valori differenti, pur essendo possibili secondo la fisica classica, non lo sono nel quadro quantistico. Questa caratteristica è già presente nel modello di Bohr, laddove alle orbite permesse corrispondono valori ben precisi del momento angolare e dell’energia.
• Gli elettroni dell’atomo non sono più considerati come “palline” ben localizzate nello spazio in ogni momento. Piuttosto, ciascuno di essi si comporta come se fosse nello stesso momento distribuito in una regione più o meno ampia del volume intorno al nucleo (la “nuvola elettronica”). Per siffatti elettroni non è più appropriato il concetto di “orbita” (ancora presente nel modello di Bhor), che viene quindi sostituito da quello di “orbitale”.