1. Esperimento di diffusione di Rutherford:
- Nel 1911, Ernest Rutherford eseguì un esperimento con la lamina d'oro, bombardando un sottile foglio di lamina d'oro con particelle alfa (nuclei di elio).
- La maggior parte delle particelle alfa sono passate attraverso il foglio senza alcuna deflessione significativa, indicando che la maggior parte del volume dell'atomo è spazio vuoto.
- Un piccolo numero di particelle alfa sono state deviate ad angoli ampi, indicando che la carica positiva e la massa dell'atomo sono concentrate in un nucleo molto piccolo e denso.
2. Calcoli basati sulla struttura atomica:
- Il nucleo atomico, che contiene protoni e neutroni, è incredibilmente piccolo rispetto alla dimensione complessiva dell'atomo.
- Il raggio del nucleo è dell'ordine dei femtometri (10^-15 metri), mentre il raggio dell'atomo è dell'ordine degli angstrom (10^-10 metri).
- La stragrande maggioranza del volume dell'atomo è quindi occupata dalla nuvola elettronica, che è una regione in cui gli elettroni si muovono attorno al nucleo.
3. Confronto tra densità di solidi e atomi:
- La densità di un oggetto è definita come massa per unità di volume.
- La densità della maggior parte dei solidi è dell'ordine di grammi per centimetro cubo (g/cm^3).
- Tuttavia, la densità degli atomi è incredibilmente bassa, tipicamente dell'ordine di 10^-24 g/cm^3. Questa enorme differenza di densità indica che gli atomi sono costituiti principalmente da spazio vuoto.
4. Proprietà dei gas:
- I gas presentano proprietà come bassa densità, elevata comprimibilità e capacità di fluire facilmente.
- Queste proprietà possono essere spiegate considerando che gli atomi del gas sono relativamente distanti tra loro.
- L'ampio spazio vuoto tra gli atomi del gas consente loro di muoversi liberamente e di occupare un volume maggiore.
Nel complesso, le varie prove sperimentali e i calcoli teorici indicano che il volume di un atomo è prevalentemente spazio vuoto, con la maggior parte della massa dell'atomo concentrata nel minuscolo nucleo atomico.
