Chimica e laboratorio
L’atomo & le particelle
subatomiche
Classi terze – Liceo Scientifico Tecnologico
Docente: Luciano Canu
Anno Scolastico 2007/2008
Prerequisiti*
*
*
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Obiettivi
Conoscere la teoria atomica di Dalton
Conoscere le caratteristiche principali delle
cariche elettriche e dei fenomeni elettrici
Conoscere e dimostrare la natura elettrica
della materia
Conoscere e capire l’evoluzione
(semplificata) nella conoscenza delle
particelle subatomiche elettrone e protone
Acquisire i concetti di numero atomico, e
numero di massa
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La natura elettrica della
materia
Già dal VII secolo a.C., un particolare
comportamento di alcuni materiali era
stato notato
Una bacchetta d’ambra, quando strofinata
in modo opportuno, poteva attirare capelli
o peli d’animali
Anche altri materiali, come il vetro e la
plastica, si comportano in modo analogo
Provate questo tipo di
esperimento in classe con i
materiali a vostra disposizione
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Elettrizzare
L’ambra, in greco, si chiama électron
Il fenomeno venne definito elettrizzare
Un tale fenomeno rappresenta il modo
più semplice con cui si manifesta una
delle proprietà della materia
La sua natura elettrica
Altri fenomeni naturali sono una
manifestazione di una tale proprietà
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Altri fenomeni
elettrici
Una pila a secco rappresenta un sistema
dove delle sostanze chimiche, reagendo
producono della corrente elettrica
Le nuvole, a causa dell’attrito, si caricano
talmente che possono scaricarsi sulla terra
producendo un fulmine
Alcuni animali possiedono degli organi che,
accumulando cariche elettriche, diventano
sistemi di difesa e di attacco
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La conducibilità
Molte sostanze conducono la corrente
I Sali fusi
Le soluzioni di un sale nell’acqua
I metalli
Anche alcuni gas conducono la corrente
Nelle pile la materia che reagisce produce
elettricità
Ma l’elettricità causa delle reazioni (elettrolisi)
nella materia
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Una spiegazione
e-
La spiegazione di tutti questi fenomeni
si trova nel fatto che la materia deve
contenere qualcosa responsabile del
movimento di cariche elettriche
La materia contiene delle cariche elettriche
mobili che trasportano la corrente
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Cariche elettriche
+
-
La carica elettrica era quindi il concetto le cui
proprietà furono definite per descrivere i
fenomeni elettrici conosciuti fino al momento
I corpi che vengono strofinati si caricano
elettricamente ed hanno la capacità di attirare piccoli
corpi
Ci sono due tipi di cariche elettriche che
denominiamo negativa e positiva
• L’elettricità dell’ambra è positiva
• L’elettricità del vetro è negativa
Cariche di segno uguale si respingono e cariche
opposte si attraggono
Le cariche elettriche si spostano da un corpo ad un
altro
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Dove si trovano?
Atomo
Le cariche elettriche sono parte della materia
A quale livello?
Gli atomi secondo Dalton erano
particelle microscopiche indivisibili
Gli scienziati dimostrarono in seguito che
l’atomo è composto da particelle più piccole
Alcune cariche negativamente (elettroni)
Alcune cariche positivamente (protoni)
Elettroni e protoni dovevano essere in
numero uguale poiché l’atomo è neutro
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L’elettrone
Le particelle subatomiche furono
ipotizzate prima della loro scoperta
L’elettrone fu il primo scoperto
effettivamente
Perché?
• La carica dell’elettrone lo rende maggiormente
“visibile” agli strumenti
• In qualche modo l’elettrone è la particella
subatomica che si riesce ad estrarre dall’atomo
con più facilità
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Le proprietà
-+
Le proprietà dell’elettrone furono ben
scoperte
È una particella piccolissima e leggera:
9,11x10-31 Kg
Rappresenta la più piccola carica elettrica
conosciuta a cui si da valore -1
Il simbolo dell’elettrone è e-
Gli elettroni furono scoperti nei raggi
catodici prodotti nel tubo di Crookes,
l’antenato del televisore
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Il Protone
I protoni furono scoperti successivamente
poiché l’atomo è neutro
Quindi insieme agli elettroni ci devono essere anche
particelle positive in egual numero
La massa di un protone è 1,67x10-27 Kg
• Circa 1836 volte maggiore di un elettrone
La carica è contraria ma della stessa entità
• Attribuiamo valore convenzionale +1
Il simbolo del protone è p
Il problema più grosso fu di determinare come queste
due particelle formavano l’atomo
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Il neutrone
n
L’ultima particella scoperta fu il neutrone
poiché
Era privo di carica e quindi meno rilevabile
dagli strumenti
Mancava però qualcosa nel calcolo
della massa dell’atomo
La sua massa è molto simile a quella del
protone 1,67x10-27 Kg
Non ha carica elettrica
Il suo simbolo è n
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La struttura dell’atomo
Contemporaneamente alla scoperta
delle particelle subatomiche ci furono
esperimenti per scoprire in che modo
l’atomo era strutturato
atomo
Nucleo
nucleo
• Molto piccolo ma pesantissimo
• Contiene i protoni e i neutroni
• È carico positivamente
Spazio vuoto intorno al nucleo (perinucleo)
• È occupato dagli elettroni che si muovono
• Gli elettroni sono posizionati in strati o gusci
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Numero atomico
Per definire un certo tipo di atomo è
necessario conoscere
Quanti protoni (e quindi elettroni) possiede
Questo numero si chiama numero atomico
Il suo simbolo è Z
Z si indica in basso a sinistra del simbolo
dell’elemento 6C; 8O; 1H
Il numero atomico è la carta d’identità di un
atomo
Verificalo con la tavola periodica
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Numero di massa
È la quantità di particelle nel nucleo di un
atomo
È la somma di protoni e neutroni
Sono tutte le particelle più pesanti dell’atomo
Il simbolo è A
A si indica in alto a sinistra del simbolo
dell’elemento 12C; 16O; 23N
Eseguendo il calcolo A-Z si ottiene il numero
dei neutroni presenti nel nucleo di un
elemento
Risolvi qualche esercizio
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Esercizi
Calcolare il numero di
neutroni presenti nei
seguenti elementi
n = 23-7 = 16 neutroni
23
7
N
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