L’Atomo
• La storia dell’atomo è molto lunga e risale agli antichi greci che
per primi si posero la domanda: “Di che cosa sono costituite
tutte le cose che ci circondano ?”
• Le risposte che essi cercarono di darsi furono quasi sempre
fantasiose ed irreali perché il processo logico che essi misero in
atto mancava di un fatto fondamentale: l’osservazione e
l’esperienza.
• In quell’epoca mancavano sia le tecnologie (cioè gli strumenti di
misura) che le conoscenze scientifiche adeguate a dare una
risposta accettabile alla domanda che essi si erano posti.
© Rita Scaglione - 2006
L’atomo degli antichi greci
• Alcuni di essi, come Democrito, Leucippo, Anassagora
(filosofi della natura), intuirono che la materia che
costituisce tutte le cose è fatta di particelle
piccolissime che non è possibile suddividere in parti
ancora più piccole.
• Essi chiamarono questi pezzettini di materia atomi,
che in greco antico significava indivisibili (da ατεμνω
che significa non divisibile).
• Essi però non sapevano come erano fatti gli atomi.
L’alchimia
• Per lungo tempo la composizione di tutte le sostanze presenti nel mondo
che ci circonda fu un mistero.
• Durante il Medioevo furono principalmente i popoli arabi ad interessarsi a
questi problemi.
• Alla fine del Medioevo alcune persone incominciarono ad interessarsi di
questi fatti con più attenzione, ma sempre senza adeguate conoscenze e
facendo tentativi e prove spesso senza risultati.
• Queste persone erano gli alchimisti, che spesso furono confusi con gli
stregoni perché portavano avanti i loro studi di nascosto, in piccoli gruppi o
sette e vantavano di saper fare cose strane, come per esempio trasformare
il piombo in oro mediante una immaginaria sostanza detta pietra filosofale, e
descrivevano le loro osservazioni con simboli e linguaggi in codice.
Alchimisti a lavoro
Scritti simbolici di alchimisti
Una ricetta alchimistica
Un laboratorio alchimistico
Simboli degli alchimisti
Il metodo sperimentale
• Alla fine, prova e riprova, qualcosa venne fuori,
anche se di molto descrittivo.
• Essi mescolavano le più strane sostanze ed
osservavano cosa accadeva.
• Incominciarono così ad utilizzare il metodo
sperimentale (quello di Galileo Galilei), cioè
facevano gli esperimenti, annotavano i dati
sperimentali e cercavano di dare delle
spiegazioni in base all’esperienza.
Essi cercavano di creare una teoria del
comportamento delle sostanze.
La Chimica
• Alla fine del XVII secolo, sotto la spinta
della rivoluzione francese, le osservazioni
e le conclusioni che gli studiosi traevano
incominciarono ad essere più precise e
riproducibili. Furono creati i primi istituti
scientifici dove si studiava la Chimica.
L’atomo moderno
• Fu solo all’inizio del 1900 che gli studiosi (fisici
e chimici) poterono, sulla base di moltissimi
esperimenti fatti in laboratori di tutto il mondo,
comprendere che la materia è fatta di particelle
piccolissime dette atomi.
Gli elementi
• Essi scoprirono che la materia che ci circonda è
fatta di molti tipi diversi di atomi detti elementi
(es. il ferro, l’alluminio, l’idrogeno, l’oro,
l’argento, il piombo, il rame, ecc.).
• Gli atomi degli elementi sono indivisibili ed essi
rappresentano le forme più semplici di materia
che esistono nell’Universo.
La tavola degli elementi
• Nell’Universo sono noti oltre cento diversi
tipi di atomi, che sono elencati, mediante i
loro simboli, in una speciale tabella detta
Tavola Periodica degli Elementi.
Tavola periodica degli elementi
Atomi  Composti  Molecole
• Gli atomi si possono combinare tra di loro per
formare i composti (es. la carta, l’acqua, lo
zucchero, il legno, la plastica, la gomma, ecc.,
in pratica quasi tutto ciò che ci circonda).
• Quando più atomi si combinano per formare un
composto, essi formano un altro tipo di materia
detto molecola.
Le molecole
• Quindi le molecole sono fatte, nella
stragrande maggioranza, di atomi
diversi tra loro. Alcune possono anche
essere fatte dagli stessi tipi di atomi.
Ipotesi di atomo
• A questo punto è necessario spiegare
come gli uomini di oggi pensano, in base
alle tantissime osservazioni sperimentali,
che sia fatto l’atomo.
L’atomo oggi
• L’atomo è costituito da diversi tipi di particelle
elementari:
• Elettroni
• Protoni
• Neutroni
NUCLEO
Il Nucleo dell’atomo
• I protoni ed i neutroni sono insieme nella parte
centrale dell’atomo detta nucleo.
• I protoni sono particelle elettriche con carica +
• I neutroni non hanno carica elettrica.
Caratteristiche del Nucleo
•In quasi tutti gli elementi il numero dei
neutroni è uguale o quasi uguale a quello
dei protoni.
•I neutroni fanno da colla per tenere il
nucleo compatto.
Gli Elettroni
• Gli elettroni sono
disposti all’esterno
del nucleo.
• Essi sono sempre in
numero uguale al
numero di protoni.
• Gli elettroni sono
caricati -
Elettroni ed elementi
• Gli elementi hanno proprietà diverse
perché i loro atomi hanno un differente
numero di elettroni.
Azoto
Caratteristiche degli elettroni
• Gli elettroni non sono
fermi ma girano
attorno al nucleo del
proprio atomo.
Come è fatto l’atomo
• Un atomo è quindi fatto di un nucleo con
un certo numero di elettroni che gli
conferiscono le proprietà.
Un atomo con molti elettroni
L’atomo di ossigeno
• L’ossigeno ha otto elettroni.
Gli elettroni visti come nuvole
Gli elettroni possono essere anche rappresentati
come nuvole. Allora l’atomo appare così.
Un atomo tipo
• Una visione di un atomo potrebbe essere la seguente
La fissione nucleare
• Negli atomi con molti elettroni (più di 92)
accade che il numero dei neutroni sia maggiore
di quello dei protoni, invece di essere uguale.
Questo crea un atomo che potenzialmente può
rompersi.
• L’aggiunta di un solo neutrone in più lo rende
instabile facendolo esplodere con emissione di
frammenti (protoni, elettroni e neutroni) e di
tanta, tanta energia.
Questo processo si chiama fissione (cioè
rottura) nucleare.
La fissione: prima fase
• Un neutrone colpisce un atomo instabile
La fissione: seconda fase
… alla prossima curiosità