Lezione 1 –
L’atomo, ovvero
l’indivisibile, ora
scomposto
Un’occhiata in giro
I nostri ‘vicini’
Particelle ed evoluzione dell’universo
I quark
Costituzione della materia
Particella
Simbolo
Massa (kg)
Carica elettrica (C)
protone
p
1,672 · 10-27
+ 1,60 · 10-19
neutrone
n
1,675 · 10-27
elettrone
e
9,11 · 10-31
0
- 1,60 · 10-19
Designazione di un atomo
Unità di massa atomica
Il moderno campione di massa atomica è la massa
dell'atomo di carbonio-12. Per definizione, essa è
pari esattamente a 12 unità di massa atomica.
Perciò, l'unità di massa atomica (simbolo: uma) è
pari a un dodicesimo della massa dell'atomo di
carbonio-12.
Unità di massa atomica
• L'unità di massa atomica (uma o
semplicemente u oppure talvolta dalton)
equivale a una massa assoluta di
1,66053886 ·10-24 grammi (pari all’inverso
del Numero di Avogadro, 1/NA, come verrà
spiegato in seguito) . Il valore approssimato
usato in questo contesto nei calcoli sarà
• 1 uma = 1,66·10-24 grammi
Isotopi
Si-28
28Si
92,23%
Z=14 N=14 Z=28
Si-29
29Si
4,67%
Z=14 N=15 Z=29
Si-30
30Si
3,10%
Z=14 N=16 Z=30
100,00%
Isotopi e loro masse
Contributo di 28Si alla massa atomica di Si =
27,97693 uma · 0,9223 = 25,8031 uma
Con calcoli simili si ottengono i contributi di
29Si (28,976495 uma · 0,0467 = 1,3532 uma)
e di 30Si (29,973770 uma· 0,0310 = 0,9292 uma)
sommando i tre contributi si ottiene la massa atomica media del
silicio:
massa atomica del Si =
25,8031 uma + 1,3532 uma + 0,9292 uma = 28,0855 uma
Isotopi, un altro esempio
Invece delle frazioni si possono usare le
percentuali.
Le masse non sono additive
neutrone
protone
elettrone
6·n + 6·p + 6·e
carbonio-12
Kg
uma
1,675·10-27
1,672·10-27
9,109·10-31
2,008·10-26
1,992·10-26
1,00866
1,00727
0,000548
12,099
12,000
Equivalenza massa - energia
E = m · c2
Questa energia è necessaria per tenere uniti i
nucleoni all’interno dell’atomo del nucleo.
Tale quantità è chiamata difetto di massa.
1,6·10-28 kg * (300 000 000 m/s)2 = 1,5·10-11 J/nucleo
Tubo di Crooks
Deflessione del fascio elettronico
Millikan : ciascuna gocciolina è sottoposta ad una forza
elettrica Fe = Eq ed alla forza peso Fp = mg.
Carica dell’elettrone = 1,602·10-19 C
Massa dell’elettrone = 9,109·10-31 kg
Rapporto massa protone/massa elettrone =
1835
Spettrometro di massa
Decadimento radioattivo
Decadimento α
A
Z
X
A 4
Z 2
Y  He
4
2
Decadimento β

n  pe 
A
Z
X  Z A1Y  e   