La fisica dei corpuscoli/Capitolo 1/3

by Giuseppe Gianfranceschi

Capitolo 1 - Periodo moderno

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Giuseppe Gianfranceschi - La Fisica dei Corpuscoli (1920)

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3. — Periodo moderno. — Con Boyle (1626-1691) si può dire che cominciasse un periodo storico nuovo nello studio della costituzione dei corpi; uno studio che voleva avere un solido fondamento sperimentale, come il Boyle esponeva nel suo lavoro «Preliminary discourse» che è tutto un programma scientifico di ricerche.

Fu egli il primo a rifiutare il concetto di elemento che si era conservato fin allora dai tempi dei filosofi greci. Gli elementi secondo il Boyle¹ sono i costituenti indecomponibili dei corpi. Distinse i composti chimici dai miscugli; nei composti le proprietà del corpo sono affatto diverse da quelle degli elementi che lo formano. Queste composizioni avvengono nelle ultime particelle dei corpi, e se sopra un corpo agisce un’altra sostanza i cui elementi hanno maggiore affinità con alcune di quelle del primo corpo, questo si decompone. Ammise che gli elementi fossero in numero grande, ma insieme asserì che si doveva poter risalire ad una forma unica di materia primordiale².

Il Boyle era stato preceduto in concezioni analoghe dal Jungius (1587-1657) di Amburgo, ma gli studi di questi erano passati inosservati.

Il Jungius e il Boyle furono dei veri precursori. Allora nello studio dei fenomeni chimici regnava la teoria del flogisto che deviò per molto tempo, anche per la maggior parte del secolo decimottavo, le ricerche scientifiche. Il Lavoisier (1743-1794) a cui si deve la scomparsa del flogisto accettò i concetti del Boyle sugli elementi e sulla costituzione corpuscolare della materia.

Il vero fondatore della moderna teoria atomica fu però il Dalton (1766-1844). Il Lavoisier, il Richter, il Proust avevano già formulato le leggi fondamentali delle composizioni chimiche; i primi lavori del Dalton sull’analisi dei gas lo condussero ad ammettere la legge delle proposizioni multiple. Queste leggi conducevano troppo bene ai concetti della nuova teoria atomica perchè potessero sfuggire ad un osservatore come Dalton.

Egli elaborò una nuova teoria nei primi anni del secolo scorso, ne espose i primi concetti a Manchester nel 1803, ma soltanto nel 1808 ne pubblicò l’edificio completo nella sua opera «New System of chemical Philosophy».

Tutta la sua teoria poggia su questi due principi fondamentali:

a) Gli elementi sono costituiti di atomi omogenei e di peso costante.

b) I corpi composti sono costituiti di atomi di diversi elementi, secondo rapporti numerici semplici.

Lo sforzo maggiore del Dalton e dei chimici che lo seguirono divenne allora la ricerca dei pesi atomici relativi. Essi si deducevano dai rapporti in peso degli elementi che concorrevano a costituire un determinato composto, partendo sempre dalle ipotesi più semplici, per es. che gli elementi si combinassero atomo ad atomo, oppure un atomo di uno con due dell’altro, e non ricorrendo a combinazioni più complesse se non quando una più semplice non fosse possibile.

La teoria atomica si andò da allora rapidamente perfezionando e completando per l’opera di tutti i chimici più illustri, e vi contribuì specialmente la famosa ipotesi di Avogadro (1776-1856) che acquistò più tardi il valore di una vera legge. Avogadro la enunciò fin dal 1811 ma non ne fu compresa subito l’importanza. Egli chiamò molecole le ultime particelle dei corpi, decomponibili in atomi, queste molecole si riscontrano tanto nei corpi semplici che in quelli composti, ma nei semplici sono costituiti da atomi eguali, ma nei composti di atomi di diversa specie. La legge di Avogadro con la legge dei volumi già data da Gay Lussac nel 1805 furono poi quelle che più contribuirono per la determinazione dei pesi atomici degli elementi.

Il principio fondamentale che si segue in questa determinazione è il seguente. Si determina la composizione empirica e il peso molecolare del maggior numero possibile di composti dell’elemento da studiare e si ottiene così il numero di grammi dell’elemento contenuti nella grammimolecola di quei composti. Il numero più piccolo dei valori così trovati è quello che si assume come peso atomico. Questo principio e questo metodo sono dovuti al Cannizzaro³ (1826-1910).

Altri metodi meno generali si fondano sulla legge dei calori specifici di Dulong e Petit, o su quella di Neumann, o sulle regole di Mitscherlich dedotte dalle forme cristalline.

Con il Cannizzaro si può dire che si è chiuso il periodo di costruzione della teoria atomica dei corpi. L’edificio è oggi completo, e i nuovi studi e le nuove scoperte ne vanno fissando la stabilità.

Gli studi moderni si occupano specialmente di ciò che è al di là dell’atomo.

L’atomo indivisibile non esiste più per i fisici moderni, esso è un edificio molto complesso formato di corpuscoli molto più piccoli. Esso non è più immutabile perchè in alcuni casi si è visto come dall’atomo di un elemento se ne possono avere altri di elementi diversi.

È tutto un campo nuovo, sconosciuto ai fisici di venti o trent’anni fa, e che va aprendo allo sguardo scrutatore e passionato dello studioso orizzonti nuovi e nuove meraviglie.

Note

1. Nel suo lavoro Chemista scepticus pubblicato nel 1661.
2. Vedi il suo scritto Origin of Forms and Qualities according to the Corpuscolar Phylosophy.
3. Cannizzaro, Sunto di un corso di filosofia chimica, Nuovo Cim., 7, p. 321 (1858).