4 - Società Chimica Italiana

L'atomismo chimico
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cupante disaffezione degli studenti nei confronti delle “discipline scientifiche, percepite, troppo spesso, fredde e
noiose” 1 . Tenere nella dovuta considerazione questioni del tipo “Come facciamo a sapere che… Perché crediamo
che… Quali sono le prove per…” 2 e, più in generale, gli aspetti culturali, storici e filosofici delle scienze, riteniamo
che sia ormai una condizione irrinunciabile per un cambiamento nell’insegnamento delle scienze che si rende, ora più
che mai, necessario.
Per cui, quando ci chiediamo: Com'è fatta la materia non possiamo ignorare che questa è una domanda che
l'uomo si pone da millenni. Già nel VI secolo a.C. la cultura greca aveva elaborato due importanti teorie: la teoria dei
quattro elementi e la concezione atomistica, ritenute per più di due millenni totalmente alternative (Platone credeva ai
quattro elementi canonici dell'antichità, ma non condivideva fino in fondo l'idea di atomo. Altri filosofi greci
convenivano sugli atomi, ma non suddividevano tutta la materia in una manciata di ingredienti fondamentali 3 ). Alla
base di queste due teorie, come di altre concezioni formulate nell’antichità, vi è l’intuizione geniale di uno degli aspetti
essenziali della scienza moderna: la necessità, per spiegare i fenomeni, di formulare ipotesi che vadano oltre
l’apparenza fenomenica, spesso in contraddizione con il mondo quotidiano dell’esperienza comune.
L'idea che la complessità della natura fosse riducibile a poche sostanze semplici (se non addirittura ad una sola) è
appartenuta a molte civiltà del mondo antico: Secondo la tradizione, fu Talete (624 – 546 a.C.), originario di Mileto,
città dell'Asia Minore, a trasferire in Grecia le conoscenze accumulate nel corso dei secoli dalla cultura Egizia e da
quella Mesopotamica 4 . La cultura greca, con Aristotele 5 , ha fatto proprie queste idee, le ha rielaborate e le ha trasmesse
in una forma che ha plasmato anche il nostro modo di vedere e di interpretare il mondo.
Così pure è avvenuto per un'altra importante concezione della materia in netto contrasto con quella aristotelica,
non solo sull'idea di elemento, ma anche su un'altra questione: La materia è suddivisibile all'infinito o vi è un limite a
questa possibilità È ammissibile l'esistenza del vuoto (non-essere) All'idea della divisibilità infinita del continuo e
dell'impossibilità del vuoto, propria del pensiero aristotelico, si oppose Democrito (460-370 a.C.), il maggior
rappresentante dell'atomismo antico. “Democrito interpretò la realtà come un discontinuo. Secondo Democrito, la
possibilità che la realtà fosse divisibile all'infinito poteva essere ipotizzata soltanto dal punto di vista matematico, non
fisico. La materia, dunque, non poteva che essere composta da particelle non ulteriormente scomponibili, ovvero gli
atomi, i quali, dotati di moto spontaneo, si muovevano nel vuoto. Nell'atomismo, la concezione di uno spazio privo di
materia risulta essenziale per spiegare la possibilità di movimento delle particelle, altrimenti inconcepibile. Gli atomi
non sono differenti fra loro dal punto di vista qualitativo, ma soltanto per forma e dimensioni. É tale diversità a dare
origine alle varie forme della realtà. Gli atomi non sono stati creati, ma sono eterni.” 6 .
Queste idee sulla natura ultima della materia ebbero un'indubbia influenza sugli scienziati del Cinquecento e del
Seicento, come Gassendi e Boyle, che contribuirono in modo decisivo alla rinascita dell'atomismo nell'età moderna.
L'idea che la teoria atomistica di Dalton “sia sorta all'improvviso dalle rovine di un'ipotesi da tempo caduta nell'oblio è
erronea. La concezione atomistica degli antichi greci non fu mai dimenticata ed il ricercatore attento e paziente può, se
seriamente lo vuole, seguirne nei secoli la continua evoluzione partendo da Democrito fino a Dalton” 7 . In questa
continuità è fondamentale riconoscere ed evidenziare quegli elementi di discontinuità che caratterizzano l'atomismo
daltoniano. La grande novità dell'atomismo daltoniano è comprensibile alla luce della “rivoluzione” che Lavoisier, nella
seconda metà del XVIII secolo, portò nella chimica. La nuova concezione di elemento, la legge di conservazione del
peso (massa) e la legge delle proporzioni definite costituirono le premesse necessarie per la nascita della teoria atomica.
“Nulla si crea, né nei processi artificiali né in quelli della natura, e si può stabilire in linea di principio che in ogni
operazione vi è una eguale quantità di materia prima e dopo l’operazione stessa; che la qualità e la quantità degli
elementi è la stessa, e che vi sono soltanto cambiamenti e modificazioni. È su questo principio che è fondata tutta l’arte
di fare esperienze in chimica, ed è necessario supporre che in tutte vi sia una vera uguaglianza, o equazione, tra gli
elementi della sostanza che si esamina e quelli che si ottengono mediante l’analisi.” 8
Questa affermazione di fondamentale importanza divenne la base di tutte le ulteriori indagini chimiche e la
determinazione della composizione quantitativa dei diversi composti e dei pesi delle sostanze che prendono parte alle
reazioni acquistò un significato decisivo nella pratica chimica. Nel 1799 Proust, in un articolo dedicato alla
composizione dell’ossido rameico, enunciò, per la prima volta, una legge che fu decisiva nel processo di costruzione e
di matematizzazione della chimica, iniziato pochi anni prima con Lavoisier. “Si deve ammettere l'esistenza di una mano
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1. J. Bruner, La cultura dell’educazione, Feltrinelli, Milano, 1997, p.140.
2. A. B. Arons, Guida all’insegnamento della fisica, Zanichelli, Bologna, 1992, p.400.
3. P. Ball, Elementi, Codice, Torino, 2007, p.8.
4. M. Ciardi, Breve storia delle teorie della materia, Carocci, Firenze, 2003, p.11.
5. Aristotele è passato alla storia come il più autorevole e convinto assertore di tale idea. Egli riprese la concezione di Empedocle
(483-423 a.C.), il quale riteneva che la realtà fosse dovuta al diverso modo di combinarsi di quattro elementi fondamentali (aria,
acqua, fuoco e terra) e la adattò alla propria visione del mondo fisico.
6. M. Ciardi, Breve storia delle teorie della materia, Carocci, Firenze, 2003, p.17.
7. J. R. Partington, Annals of Science, 1939, IV, p.3.
8. A. Lavoisier, Traité élémentaire de Chimie, Tome premier, Paris, 1789, pp. 140-141.
CnS – La Chimica nella Scuola Ottobre – Dicembre 2009