5 Errori nella teoria dell’atomo di Dalton

John Dalton ha sviluppato il nucleo della moderna teoria atomica all’inizio del 1800. Ma si è scoperto che aveva dei problemi.

Atomi
L’eroismo atomico di Dalton e i suoi difetti

All’inizio del 1800, uno scienziato britannico sviluppò la radice della moderna teoria atomica. Il suo nome era John Dalton, e la sua teoria avrebbe scosso l’establishment scientifico dell’epoca.

Qui esploriamo brevemente l’uomo dietro la teoria e scopriamo le sue affermazioni e i suoi gravi difetti.

Quali sono i cinque punti principali della teoria dell’atomo di Dalton?

Nel 1803 John Dalton propose la sua teoria dell’atomo. All’epoca era un tutor e basava le sue scoperte sulle prove sperimentali e sulle leggi delle combinazioni chimiche.

In esso ha fatto diverse affermazioni interessanti: –

1. che tutta la materia è costituita da particelle minuscole, indivisibili e indistruttibili, gli atomi L’atomo è la più piccola unità di materia che può partecipare ad una reazione chimica.

2. tutti gli atomi di un dato elemento sono identici per massa e proprietà, ma differiscono dagli atomi di altri elementi.

3. la materia non può essere creata o distrutta

4. gli atomi di diversi elementi possono combinarsi in rapporti solidi, semplici, interi per formare atomi compositi.

5. gli atomi dello stesso elemento possono combinarsi in più di un rapporto per formare due o più composti.

La sua teoria è quindi uno dei tentativi più completi per definire cosa sia in realtà una reazione chimica – cioè un riordinamento degli atomi.

Chi era John Dalton?

John Dalton era un chimico e meteorologo britannico nato a Eaglesfield, Cumberland, il 6 settembre 1766. È noto soprattutto per aver introdotto la teoria atomica nella chimica.

Dalton è nato in una famiglia quacchera ed era figlio di un tessitore.

Nel 1790 Dalton fu nominato insegnante di matematica e filosofia naturale alla New College Academy di Manchester. All’età di 21 anni aveva iniziato a tenere un ampio diario meteorologico e più tardi aveva scritto una raccolta di saggi su vari argomenti meteorologici.

“Quest’opera, Osservazioni meteorologiche e saggi, fu pubblicata nel 1793. All’inizio fece poco scalpore, ma conteneva idee originali che, insieme agli articoli più avanzati di Dalton, segnarono il passaggio della meteorologia da un argomento di folklore generale ad una seria preoccupazione scientifica. – Enciclopedia Britannica

Parte del suo lavoro lo ha aiutato a ipotizzare che l’atmosfera terrestre fosse una miscela fisica degli elementi di circa l’80% di azoto e il 20% di ossigeno.

Attraverso i suoi esperimenti è stato anche in grado di misurare la capacità dell’aria di assorbire il vapore acqueo e di osservare che la variazione della pressione del vapore è la stessa per tutti i liquidi alla stessa variazione di temperatura.

Fu il primo a definire la pressione parziale (in termini di legge della fisica) e fu poi chiamato “Padre della Meteorologia” da un altro illustre scienziato britannico, John Frederic Daniell

Sulla base delle sue idee di pressione parziale, John sviluppò in seguito la sua famosa teoria atomica.

Quali sono i fallimenti della teoria dell’atomo di Dalton?

Per quanto interessante fosse la teoria di Dalton, essa presentava alcuni svantaggi molto gravi.

1) La sua affermazione che l’atomo è indivisibile si è ormai dimostrata errata. Come tutti sappiamo oggi, gli atomi possono infatti essere ulteriormente suddivisi in un certo numero di particelle subatomiche.

Gli atomi sono in realtà composti da protoni, neutroni, elettroni e altre particelle subatomiche. Dalton aveva ragione, tuttavia, in quanto le reazioni chimiche avvengono realmente solo a livello atomico.

2. Dalton sosteneva che tutti gli atomi dello stesso elemento sono uguali sotto ogni aspetto. Ma come abbiamo ora scoperto, un elemento può esistere in forme diverse, chiamate isotopi, che contengono lo stesso numero di protoni ma diversi numeri di neutroni nei loro nuclei. Gli isotopi si differenziano gli uni dagli altri per la loro massa atomica relativa, ma non per le loro proprietà chimiche. Ad esempio, il carbonio ha 15 isotopi noti (anche se non tutti sono stabili).

3. Analogamente al punto 2 di cui sopra, Dalton ha anche sostenuto che tutti gli atomi di elementi diversi sono diversi sotto ogni aspetto. Anche questo, in determinate circostanze, si è dimostrato errato.

Ad esempio, gli isotopi di diversi elementi possono differire per numero atomico (numero di protoni) ma hanno lo stesso numero di massa.  Questi sono chiamati -isobare. Per esempio, l’argon 40, il potassio 40 e il calcio 40 hanno ciascuno una massa atomica di 40 amu, ma si differenziano per il loro numero atomico.

4 Dalton ha anche sostenuto che gli atomi di diversi elementi si combinano in un semplice rapporto di interi per formare composti. Questo non si osserva nei composti organici complessi come lo zucchero – C12H22O11.

5 La teoria di Dalton non si occupa degli allotropi, la proprietà di alcuni elementi chimici di esistere in due o più forme diverse nello stesso stato chimico. Ad esempio, il carbonio si trova nel grafene solido, nella grafite e nel diamante.

Tuttavia, la teoria di Dalton sull’atomo aveva alcuni meriti.

– La sua teoria atomica spiega in parte le leggi della combinazione chimica (la legge della composizione costante e la legge delle proporzioni multiple).

– Dalton è stato uno dei primi a riconoscere una distinzione praticabile tra le particelle fondamentali di un elemento e i composti che possono formare.

Come ha sviluppato Dalton la sua teoria?

All’epoca in cui Dalton formulò la sua interessante teoria, il campo della chimica era ancora agli inizi. La chimica stava diventando sempre più rigorosa e si basava sempre più sulle esperienze precedenti e sui fallimenti.

Due delle leggi sviluppate in questo periodo che Dalton ha usato nelle sue teorie sono la legge della composizione costante e la legge delle proporzioni multiple e la legge della composizione costante.

Legge di composizione costante – Stabilisce che i campioni di un composto puro contengono sempre gli stessi elementi nello stesso rapporto di massa. Fondamentalmente l’acqua è sempre costituita da 1 grammo di idrogeno e 8 grammi di ossigeno.

In altre parole, indipendentemente da come si ottiene o produce un composto, una versione pura conterrà sempre gli stessi elementi nello stesso rapporto di massa. Ad esempio, l’anidride carbonica (CO2) contiene sempre carbonio e ossigeno in un rapporto di massa di 3:8, mentre l’acqua (H2O) è sempre costituita da idrogeno e ossigeno in un rapporto di massa di 1:9.

Questa legge, insieme alla legge di Dalton di proporzioni multiple, costituisce la base della stechiometria in chimica.

La Legge delle Proporzioni Multiple – Stabilisce che quando due elementi sono uniti insieme per formare più di un giunto, i pesi di un elemento che sono uniti ad un peso fisso dell’altro sono in un rapporto di piccoli numeri interi.

Questo può sembrare un po’ strano, quindi faremo un esempio per renderlo più chiaro.

“Due composti sono costituiti da carbonio e ossigeno. Il primo composto contiene 1,333 g di ossigeno per ogni grammo di C. Il secondo composto contiene 2,666 g di ossigeno per ogni grammo di carbonio. I numeri 1.333 e 2.666 formano un semplice rapporto di 1:2 – abetterchemtext.com

(1) corsi.lumenlearning. com(2)/introchem/capitolo /la legge di conservazione di… mass/” target=”_blank” rel=”noopener noreferrer nofollow”>(1)courses.lumenlearning.com(2). In questo senso i prodotti di una reazione devono avere sempre la stessa massa dei reagenti.

Quindi l’interessante teoria di Dalton è stata il prodotto del tentativo di comprendere questi principi.

“I composti sono combinazioni di atomi, e le combinazioni sono sempre le stesse (proporzioni definite). Composti diversi hanno un numero di atomi diverso, ma poiché due atomi devono pesare esattamente il doppio di un atomo, esiste un semplice rapporto tra queste masse (proporzioni multiple). – abetterchemtext.com.