Primi passi nella Chimica

Ma cosa sono gli atomi e le molecole? Qualcuno li ha mai visti? E se nessuno li ha mai visti, come facciamo a sapere che come sono fatti? Sono queste le domande che ci stiamo facendo.
Intanto costruiamo con i nostri sticks-and-balls dei modellini come questi (il primo è una molecola d'acqua, il secondo è il metano):


Abbiamo detto che l'ipotesi di un nucleo atomico è stata fatta da Lord Rutherford (1871-1937). Ai suoi tempi ci si chiedeva se la materia dentro l'atomo fosse concentrata in un nucleo o se fosse distribuita come uvette nel panettone, che era l'ipotesi di Thomson, un altro importante scienziato di quel tempo.
L'idea sperimentale di Rutherford è questa: per ottenere informazioni sull'atomo lo si bombarda con proiettili e si analizza la deviazione subita dai proiettili dopo l'urto. E' come se, per avere informazioni su un oggetto sconosciuto dentro una una scatola chiusa, lo bombardassimo di proiettili; allora, se tutti i proiettili attraversano la scatola indisturbati si può pensare che il contenuto non opponga resistenza, se invece qualche proiettile viene fortemente deviato o rimbalza all'indietro si può ipotizzare che all'interno ci sia un ostacolo.

Noi abbiamo fatto una prova lanciando una pallina da una parte all'altra della stanza. La situazione cambia secondo che tra la pallina e la parete di fondo le persone si concentrino in una zona della stanza o siano distribuite un po' ovunque (in realtà Rutherford aveva a che fare con particelle cariche e non con palline). Quindi - ed è questo a cui dobbiamo pensare per capire almeno a grandi linee l'esperimento - guardando cosa succede alla parete opposta mi fa capire cosa c'è in mezzo, anche se non lo posso vedere.
Rutherfod usò come proiettili ad alta velocità delle particelle alfa, che sono, dal punto di vista delle particelle, dei proiettili molto massicci (come se noi, nell'esperimento fatto in classe, avessimo usato un pallone pesante invece della pallina) e bombardò una lamina d'oro. Potevano accadere due cose:
A- i proiettili venivano in parte deviati mentre altri arrivavano dalla parte opposta B- dall'altra parte arrivavano tutti i proiettili.
Solo un ostacolo concentrato e resistente avrebbe potuto deviare i proiettili, mentre ostacoli isolati e più deboli sparsi qua e là sarebbero stati travolti dai proiettili massicci usati da Rutherford. L'esperimento diede come risultato il caso A. Si osservò infatti che, se la maggior parte dei proiettili attraversava la lamina d'oro senza essere deviato, un certo numero di proiettili, però, veniva deflesso fortemente e qualcuno rimbalzava indietro. Un'animazione del suo esperimento è . I proiettili (pallini rossi) sulla cui traiettoria si trova il nucleo non arrivano dall'altra parte, ma vengono bloccati.
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Poi ci siamo chiesti se basta mescolare sostanze diverse per ottenerne un'altra.
Se mescoliamo sabbia e acqua, o sale e pepe, possiamo dividerli nuovamente? Alcuni hanno avuto l'idea di mettere sale e pepe in acqua in modo che l'acqua sciogliesse il sale. Abbiamo versato l'acqua in un imbuto sopra un filtro di carta in modo che l'acqua con il sale passasse nel becker di raccolta e il pepe si fermasse sulle pareti del filtro. Tra qualche giorno scopriremo cos'è successo.
In attesa dei risultati un po' di musica per imparare i primi 10 elementi della Tavola Periodica: