Atomo - La struttura

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Descrizione

L’atomo è la più piccola particella di materia che si possa ottenere per mezzo di un processo chimico (chimicamente indivisibile). Le particelle che lo compongono, se isolate, non hanno la possibilità di esistenza indipendente. Al centro dell’atomo c’è il nucleo, che è 10 volte più piccolo del diametro dell’atomo. Il nucleo è formato da due tipi di particelle (nucleoni): i protoni (carica positiva) ed i neutroni (nessuna carica). Queste particelle, che immaginiamo sferiche, hanno massa di circa 1 uma (unità di massa atomica, è la massa dell’atomo di idrogeno).

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Testo completo

L’atomo è la più piccola particella di materia che si possa ottenere per mezzo di un processo chimico (chimicamente indivisibile). Le particelle che lo compongono, se isolate, non hanno la possibilità di esistenza indipendente.
Al centro dell’atomo c’è il nucleo, che è 10 volte più piccolo del diametro dell’atomo. Il nucleo è formato da due tipi di particelle (nucleoni): i protoni (carica positiva) ed i neutroni (nessuna carica).
Queste particelle, che immaginiamo sferiche, hanno massa di circa 1 uma (unità di massa atomica, è la massa dell’atomo di idrogeno).
Attorno al nucleo ruotano, a grandissima distanza e velocità, gli elettroni: piccole particelle aventi carica negativa e massa 1837 volte più piccola dei nucleoni. Nell’insieme, l’atomo è elettricamente neutro.
Il volume dell’atomo corrisponde di fatto allo spazio in cui ruotano gli elettroni: il suo diametro è dell’ordine degli Angstrom. Il diametro del nucleo è invece molto più piccolo del diametro dell’atomo: circa 10.000 volte inferiore. Ciò significa che l’atomo è per la maggior parte spazio vuoto. Tutta la massa dell’atomo è praticamente situata nel nucleo.
La massa dell’atomo si misura in Unità di Massa Atomica, UMA: 1 uma è per convenzione la dodicesima parte della massa del carbonio 12, l’isotopo più comune del carbonio.
La somma delle masse di protoni e neutroni dà la massa atomica.
Per qualunque elemento, in un grammo atomo è sempre contenuto lo stesso numero di atomi, cioè una mole (N). Per qualunque molecola, in un grammo-molecola è sempre contenuto lo stesso numero di molecole, cioè una mole.
Nel nucleo esiste una repulsione elettrostatica tra i protoni: questi tuttavia rimangono legati tra loro e con i neutroni grazie alla presenza di una particella elementare (mesone  o pione) condivisa tra due particelle più grandi in modo da costituire un legame tra loro (forze di scambio). Il campo elettrico positivo del nucleo trattiene gli elettroni in orbita intorno ad esso.
La differenza tra atomi sta nel diverso numero di protoni, di elettroni e di neutroni.
Il numero atomico (Z) indica il numero di protoni contenuti in un atomo. In un atomo neutro il numero atomico indica anche il numero di elettroni.
Il numero di massa (A) esprime il numero totale di protoni e neutroni contenuti in un atomo. Il numero di protoni può essere dato dalla differenza A–Z.
Il nuclide è un atomo contrassegnato dal suo numero atomico e dal suo numero di massa. Esso si indica scrivendo in alto a sinistra il numero di massa ed in basso a sinistra il numero atomico.
Il numero di neutroni è estremamente variabile da un atomo di un elemento all’altro; aumenta con l’aumentare del numero di protoni senza una regola fissa o di stretta proporzionalità.
Con la lettera M si indica il peso atomico o MASSA ATOMICA, che viene misurato in uma.
La massa atomica non coincide col numero atomico per varie ragioni:
le masse di protoni e neutroni non sono proprio uguali a 1
in uno stesso elemento spesso ci sono isotopi diversi, che contribuiscono ognuno per una certa percentuale al peso atomico medio finale
se si potesse pesare, un nucleo peserebbe meno della somma dei pesi dei protoni e neutroni che contiene: all’atto della sua formazione, si libera una grande quantità di energia, chiamata energia di legame nucleare, che comporta una perdita di massa, cioè il difetto di massa. L’energia che si libera all’atto della formazione dei legami tra nucleoni è la stessa che occorre per scindere il nucleo nei suoi componenti.
Le proprietà chimiche dell’atomo sono legate al numero di elettroni, e precisamente a quelli più esterni (corteccia elettronica). Le proprietà chimiche dell’atomo sono quindi legate al numero Z. Ordinando gli elementi secondo Z crescente (sistema periodico degli elementi) si osserva una spiccata periodicità di alcune importanti caratteristiche chimico-fisiche.