ATOMI E MOLECOLE
Tutti i corpi sono fatti di materia.
La materia è costituita da particelle così piccole da
essere invisibili ad occhio nudo, chiamate ATOMI.
Esistono in natura circa 90 tipi diversi di atomi.
Ciascun atomo differisce dall'altro solo dal numero
delle particelle, ancora più piccole dell'atomo stesso,
che lo formano.
Un atomo è formato da particelle più piccole.
In generale, un atomo è formato da una parte centrale,
chiamata NUCLEO, e da un numero variabile di
particelle piccolissime chiamate ELETTRONI. Gli
elettroni orbitano attorno al nucleo, come tanti pianeti
attorno a una stella.
Il NUCLEO di un atomo è formato da due tipi di particelle,
molto più grandi degli elettroni.
- i PROTONI: particelle aventi una carica elettrica positiva.
- i NEUTRONI: particelle prive di carica (cioè sono neutri),
che servono un po' come un COLLANTE per tenere
insieme i protoni nel nucleo.
elettroni
Gli elettroni hanno una
massa quasi 2000 volte più
piccola di quella dei protoni
e dei neutroni del nucleo,
attorno al quale ruotano,
possiedono una carica
elettrica negativa.
Nucleo formato
da protoni e
neutroni.
Le differenze tra un tipo di atomo e l'altro dipendono solo
dal numero di protoni e di neutroni che formano il nucleo,
e dal numero di elettroni che vi orbitano attorno.
In un atomo neutro (com'è un atomo normalmente) il
numero degli elettroni è sempre uguale al numero dei
protoni. Poiché la cariche positive (dei protoni) sono
uguali a quelle negative (degli elettroni) le cariche
elettriche si annullano (o meglio, si bilanciano) a vicenda,
e l'atomo è normalmente NEUTRO.
Il numero dei neutroni nel nucleo, invece, è molto
variabile, andando da zero (come nell'atomo di
idrogeno) a centinaia, come nell'atomo di uranio.
Il numero dei protoni contenuti nel nucleo stabilisce
quello che viene chiamato NUMERO ATOMICO di un
atomo (si indica con la lettera Z). Esso infatti è sempre lo
stesso,
per
un
determinato
tipo
di
atomo.
Per esempio, nel nucleo dell'atomo di idrogeno, il più
semplice degli atomi, c'è soltanto un protone. L'idrogeno
ha perciò numero atomico 1 (Z = 1). L'atomo di carbonio
ha numero atomico Z = 6 (ci sono sei protoni nel nucleo).
L'idrogeno 8, il ferro 26, nell'uranio (uno degli atomi più
“pesanti”) ci sono ben 92 protoni (Z = 92).
Nel nucleo, oltre ai protoni, ci sono particelle di uguale massa, ma prive
di carica elettrica, chiamate neutroni.
Il numero di neutroni può variare da atomo ad atomo, e spesso varia
anche in uno stesso tipo di atomo. Per esempio, nel nucleo dell'atomo di
idrogeno, dove si trova un solo protone, possiamo avere un neutrone,
oppure due, oppure nessuno.
Gli atomi aventi lo stesso numero atomico (e cioè lo stesso numero di
protoni nel nucleo) ma diverso numero di neutroni, prendono il nome di
ISOTOPI.
L'idrogeno, ha così tre isotopi:
- il PROZIO: con il nucleo formato da un solo protone e nessun neutrone.
- il DEUTERIO: con un protone e un neutrone nel nucleo.
- il TRIZIO: con il nucleo formato da un protone e da 2 neutroni.
La somma del numero dei protoni e del numero dei
neutroni presenti nel nucleo ci dà il NUMERO DI MASSA
dell'atomo.
Per esempio, tra gli isotopi dell'idrogeno, il prozio ha
numero di massa 1, il deuterio due, e il trizio tre.
L'uranio (Z = 92) può contenere oltre cento neutroni nel
nucleo. Il numero di neutroni permette di avere numerosi
isotopi. Per esempio, l'isotopo di Uranio 235 possiede
143 neutroni, l'isotopo di uranio 240 ne possiede 148.
In altre parole, gli isotopi di un certo atomo (cioè, di un
certo elemento) possiedono lo stesso numero atomico,
ma diverso numero di massa.
La somma del numero dei protoni e del numero dei
neutroni presenti nel nucleo ci dà il NUMERO DI MASSA
dell'atomo.
Per esempio, tra gli isotopi dell'idrogeno, il prozio ha
numero di massa 1, il deuterio due, e il trizio tre.
L'uranio (Z = 92) può contenere oltre cento neutroni nel
nucleo. Il numero di neutroni permette di avere numerosi
isotopi. Per esempio, l'isotopo di Uranio 235 possiede
143 neutroni, l'isotopo di uranio 240 ne possiede 148.
In altre parole, gli isotopi di un certo atomo (cioè, di un
certo elemento) possiedono lo stesso numero atomico,
ma diverso numero di massa.
Quanto è grande, o meglio, piccolo
un atomo?
Per capirlo immaginiamo che in una mela ci sono tanti
atomi, quante mele sono contenute in un volume grande
come quello della Terra.
Un atomo è formato da protoni, neutroni ed elettroni,
ma essi formano una parte molto piccola del volume
di un atomo. Un atomo, in realtà, è formato
principalmente da VUOTO.
Per avere un'idea, immaginiamo che un atomo sia come
un grosso pallone, pieno d'aria, con al centro un granello
di sabbia (il nucleo) attorno al quale, a distanza, ruotano
invisibili granellini di polvere.
Abbiamo visto che il numero di protoni in uno stesso tipo di atomo
non varia mai. Il numero degli elettroni che orbitano attorno al
nucleo, al contrario, può variare. Gli elettroni più lontani dal nucleo,
infatti, tendono ad essere strappati via per unirsi ad altri atomi. Un
atomo può così perdere oppure acquistare elettroni.
In questo modo tuttavia non esiste più un equilibrio tra il numero
delle cariche elettriche positive dei protoni, e quello delle cariche
negative degli elettroni.
Per esempio, se si perdono degli elettroni, le cariche positive dei
protoni saranno di più, e l'atomo sarà carico positivamente, e non
più neutro. Al contrario, se un atomo acquista degli elettroni
strappandoli da un altro atomo, avrà più elettroni che protoni, e
l'atomo sarà carico negativamente.
Gli atomi che perdono o che acquistano elettroni e perciò si
caricano positivamente o negativamente, prendono il nome di
IONI. Gli Ioni positivi hanno perso elettroni, gli ioni negativi ne
hanno acquistati.