Cosa sono gli elementi
L’atomo
Dagli atomi alle
molecole
REALIZZATO DA:
CHIARA CRISCENZO-SILVIA
SIMONE-ALAIMO LUANA-CRISTINA
CURTO-ELISA LENTINI 2D
Gli elementi conosciuti fino ad oggi sono circa
112. alcuni si trovano in natura allo stato
puro,come oro,argento e carbonio,oppure perché si
possono separare facilmente dai loro
minerali,come ferro e mercurio. Altri elementi si
ottengono artificialmente,questi sono chiamati
elementi artificiali.
Gli atomi degli elementi chimici vengono
rappresentati mediante simboli che derivano dal
nome latino dell’elemento.
Se alcuni elementi si combinano tra loro formano
i composti.
Nel 1869 il chimico Mendeleev disponendo gli
elementi fino ad allora conosciuti in ordine di
peso atomico scoprì che alcune loro proprietà
chimiche e fisiche si ripetevano ad intervalli
regolari, in base al peso atomico.
Si formò così la tavola periodica degli elementi.
Cu,Au,N,Hg,Na e K sono esempi di simboli che
Pietra
dell’oro
servono a indicare gli atomi degli elementi. Indicano
rame da cuprum, oro da aurum, azoto da nitrogenum,
mercurio da hydrargirium, sodio da natrium e potassio
kalium.
Spesso le molecole degli elementi sono costituite da
due o più atomi dello stesso tipo. In questo caso
vengono rappresentate con il simbolo dell’elemento
seguito da un numero scritto in basso,che indica il
numero di atomi che lo costituiscono .Ad esempio,la
molecola di ossigeno viene indicata con O2 che indica
che la molecola è costituita da due atomi di ossigeno.
Potassio allo stato
solido
Un composto chimico è una sostanza formata da due o più
elementi, con un rapporto fisso tra di loro che ne determina
la composizione. Per esempio l'acqua è un composto chimico
formato da idrogeno e ossigeno in rapporto di due a uno.
In generale, il rapporto fisso deve essere determinato da
proprietà chimiche o fisiche, piuttosto che da arbitrarie
selezioni e scelte umane. Pertanto sostanze come ad esempio
l'ottone e la cioccolata, sono considerate miscugli e non
composti chimici.
Una caratteristica fondamentale del composto chimico è la
sua formula chimica. La formula descrive il rapporto del
numero di atomi nell'unità minima della sostanza. Per
esempio, nella formula H2O (acqua) ci sono due atomi di
idrogeno per ogni atomo di ossigeno.
Mendeleev disponendo gli elementi orizzontalmente in ordine di peso atomico crescente,
rilevò che partendo da un certo numero di elementi, se ne incontrava uno che aveva le
stesse proprietà di quello di partenza.
Egli chiamò periodi questi insiemi di elementi disposti orizzontalmente e tavola periodica
il loro insieme complessivo.
Mendeleev riuscì a prevedere anche le proprietà chimiche e fisiche di alcuni elementi
sulla base delle proprietà note di altri elementi. La tavola moderna
è molto simile a
quella dei Mendeleev ma se ne differenzia per alcuni aspetti fondamentali : gli elementi
non sono disposti in base al loro peso atomico, ma in base al loro numero atomico. Ogni
elemento viene inserito in una casella di forma quadrata o rettangolare. In essa vengono
riportati il nome e il simbolo chimico e vengono forniti alcuni dati significativi , funzionali
alla sua identificazione e alla previsione del suo comportamento fisico e chimico. Si tratta
di dati relativi al peso atomico, al numero atomico, all’ elettronegatività, alla valenza, al
comportamento degli ossidi dell’ elemento ecc.
Come si può facilmente rilevare, nelle tavola periodica sono presenti sette periodi
disposti orizzontalmente. Passando dal primo elemento a quelli successivi appartenenti
allo stesso periodo, si osserva una variazione continua e graduale delle loro proprietà.
Poiché questa variazione è del tutto generale, ripetendosi in tutti i periodi essa
permette di ordinare gli elementi in gruppi disposti verticalmente. Ogni gruppo
comprende elementi con proprietà molto simili. I gruppi sono otto, più il blocco dei metalli
di transizione.
La materia è costituita da atomi, piccolissime particelle elementari che
unendosi tra loro in vari modi formano tutte le differenti sostanze.
Il nome atomo deriva dalla parola greca àtomos, che significa indivisibile.
John Dalton riprese la teoria di Democrito secondo la quale gli atomi
sono particelle indivisibili. Lo studioso pervenne ad alcune conclusioni.
Queste idee nel loro complesso costituiscono la teoria atomica di Dalton.
Oggi,però,sappiamo che l’ atomo non è indivisibile ma è costituito da
particelle più piccole e che vengono distrutti quando la materia si
trasforma in energia.
Nel corso degli anni sono state fatte diverse ipotesi su come sia
strutturato un atomo .
Gli atomi di un certo elemento Presentano un numero atomico e un
numero di massa.
La materia è costituita da particelle
piccolissime e indivisibili chiamate atomi ;
L’ atomo è la più piccola parte di un elemento;
Atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali
fra loro e hanno una stessa massa;atomi di
elementi differenti sono differenti tra loro e
hanno masse diverse;
Atomi di elementi differenti si combinano
insieme per formare i composti;
Anche nel corso delle trasformazioni chimiche
gli atomi degli elementi conservano le loro
proprietà e non vengono distrutti.
Nel 1808 Dalton
immaginava l’atomo
come una pallina sferica
indivisibile e solida
Carica positiva
Nel 1897 il fisico inglese Joseph
John Thomson immaginò l’atomo
come una sfera caricata
positivamente all’interno della
quale si trovavano delle
particelle negative
Nucleo
Carica negativa
Elettroni
Orbite
Nucleo
Elettroni
Nel 1913 i fisici Rutherford e Bohr ipotizzarono che
l’atomo fosse come un piccolo sistema solare, costituito
da una parte densa, il nucleo, caricata positivamente
intorno alle quali ruotavano , su orbite ben definite, le
particelle chiamate elettroni caricate positivamente.
Livelli energetici
Modello atomico
moderno
Oggi si ritiene che l’atomo sia costituito da un nucleo centrale molto denso, caricato
positivamente, circondato da una nuvola, cioè da uno spazio nel quale si muove
liberamente un certo numero di elettroni, caricati negativamente.
Il nucleo è formato da una o più particelle caricate positivamente, i protoni. Nel nucleo
di tutti gli elementi chimici, tranne l’idrogeno, sono presenti anche i neutroni, particelle
elettricamente neutre. Il nucleo si può considerare il cuore dell’atomo infatti in esso è
concentrata tutta la massa formata dai protoni e dai neutroni. Il nucleo risulta essere
100000 volte più piccolo dell’intero atomo.
Ma come sono distribuiti gli elettroni?
Essi si trovano all’interno di uno spazio posto intorno del nucleo che viene chiamato
nuvola elettronica.
Un atomo è costituito per la maggior parte da uno spazio vuoto, all’interno della quale si
muovono gli elettroni.
Gli elettroni occupano intorno al nucleo su specifici livelli energetici, essi sono le zone
in cui è più facile trovare degli elettroni. Gli elettroni con l’energia più bassa occupano
il livello più vicino al nucleo, mentre quelli con l’energia più alta stanno nei livelli
energetici più distanti. In ciascun livello vi è un determinato numero di elettroni. Il
primo livello può contenere massimo due elettroni; mentre il secondo e il terzo massimo
otto elettroni
A secondo del numero di elettroni dell’ultimo livello energetico le proprietà chimiche di
un elemento variano.
Gli atomi di un certo elemento di un certo elemento presentano, nel loro
nucleo, sempre lo stesso numero di protoni che sono particelle caricate
positivamente.
Il numero dei protoni degli atomi di un certo elemento si chiama numero
atomico di un elemento e si indica con una Z. Esso determina le
proprietà del suo elemento e lo rende differente dagli altri.
Il nucleo presenta anche il numero di massa ,che si indica con una A, che
rappresenta la somma dei protoni e dei neutroni, particelle che non hanno
carica.
Quindi per ricavare il numero dei neutroni presenti nel nucleo basta fare:
A-Z = neutroni.
Numero di massa
Simbolo dell’elemento
Numero atomico
12
6
C
La casella in alto indica il modo in cui l’atomo di un elemento deve essere
rappresentato se si conosce il numero atomico e quello di massa.
Gli atomi si uniscono tra loro a formare le molecole . Queste possono essere
costituite da atomi dello stesso elemento,per esempio la molecola di ossigeno
è formata da due atomi di ossigeno,o da atomi di elementi diversi; la molecola
d’acqua, ad esempio, è composta da due atomi di idrogeno e da uno di ossigeno.
Le forze che tengono insieme gli atomi di una molecola vengono chiamate
legami chimici.
Per raggiungere la stabilità un atomo deve avere l’ ultima completa,ma come
fanno gli atomi che non ce l’hanno?
È facile utilizzano i legami chimici.
Di legami ne esistono due tipi: il legame ionico e il legame covalente.
Il legame ionico si realizza tra due atomi, uno dei quali cede elettroni
all’altro che li acquista. Ad esempio la combinazione del sodio con il cloro.
L’atomo di sodio ha 11 protoni e 11elettroni uno dei quali sta nell’ultima
orbita ed è detto elettrone di valenza. Il sodio, quindi, tende ad eliminare
questo elettroni.
L’atomo di cloro, da parte sua, ha 17 protoni e 17 elettroni. Il cloro tende
quindi ad acquistare 1 elettrone per completare il livello energetico più
esterno e diventare così molto stabile.
Il legame covalente si realizza mediante la condivisione di una coppia di
elettroni da parte di due atomi. Ad esempio l’ idrogeno presenta un solo
elettrone e un solo protone, quindi, per diventare stabile ha bisogno di un
elettrone e così si combina con un altro atomo di idrogeno mettendo in comune
una coppia di elettroni.
Gli atomi possono combinarsi mediante un legame covalente anche se sono
diversi.
Ad esempio l’idrogeno e il cloro. Il cloro presenta 7 protoni e 7 elettroni,
quindi, per completarsi, ha bisogno di un elettrone che viene messo in comune
dal cloro e dall’ idrogeno che ha un solo elettrone.