Concetti Chiave
- Un isotopo è definito come un elemento con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni.
- Il Plutonio 239 ha 94 protoni e 145 neutroni, la cui carica totale è calcolata dai protoni.
- La carica di un protone è positiva e pari a 1,6022 x 10^-19 C.
- La carica totale del nucleo del Plutonio 239 è di 1,506 x 10^-17 C.
- Tutti gli isotopi di un elemento hanno la stessa quantità di carica nel nucleo, salvo ionizzazioni.
Quando in fisica o in chimica si parla di isotopo di un certo elemento, si intende un elemento che ha lo stesso numero di protoni, ma diverso numero di neutroni.
Ad esempio, due noti isotopi dell'idrogeno sono il deuterio e il trizio, ma molti degli altri elementi diversi dall'idrogeno hanno i loro isotopi.
In questo appunto in particolare ci occuperemo di studiare il Plutonio 239, un isotopo del Plutonio, calcolandone la quantità di carica contenuta nel nucleo.
Osserviamo che è importante specificare che ci stiamo riferendo al nucleo, poiché un atomo (a meno che non sia uno ione) ha una carica netta nulla, bilanciata eventualmente dalla carica degli elettroni, non appartenenti al nucleo.
Si ricorda, infatti, che il nucleo contiene solamente neutroni e protoni. Gli elettroni giacciono invece sugli orbitali, a una certa distanza dal nucleo.
Inoltre è garantito che la carica del protone è uguale (in modulo), ma opposta in segno, alla carica dell'elettrone. Quest'ultima è positiva e quest'ultima è negativa.
Vediamo ora il testo dell'esercizio in dettaglio.
Testo dell'esercizio
Un nucleo di plutonioCalcola la quantità di carica che contiene.
Svolgimento dell'esercizio
La presenza dei neutroni, che sono neutri e quindi non hanno carica, non influisce nella carica totale del plutonioConsiderando che un protone ha carica
Osservazione: Sulla base di questo esercizio possiamo dedurre che tutti gli isotopi di un elemento, a meno di ionizzazioni, hanno la stessa quantità di carica nel nucleo!
Domande da interrogazione
- Cosa sono gli isotopi e come si differenziano tra loro?
- Qual è la carica totale del nucleo del plutonio 239?
- Qual è la relazione tra neutroni e carica nel nucleo di un atomo?
Gli isotopi sono varianti di un elemento che hanno lo stesso numero di protoni ma un diverso numero di neutroni. Ad esempio, il deuterio e il trizio sono isotopi dell'idrogeno.
La carica totale del nucleo del plutonio 239, che contiene 94 protoni, è di 1,506 × 10^-17 C, calcolata moltiplicando la carica di un protone per il numero di protoni presenti nel nucleo.
I neutroni non influenzano la carica totale del nucleo poiché sono particelle neutre. La carica del nucleo è determinata esclusivamente dai protoni, che hanno carica positiva.
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