Atomi - Strutture

La materia è formata da molecole, particelle indivisibili a loro volta costituite da particelle ancora più piccole chiamate atomi. Per rappresentare la materia si usano semplici modelli nei quali gli atomi sono raffigurati da sferette di diversi colori e dimensioni e le molecole da insiemi di sferette unite fra loro.
Questo modello elementare ci consente di spiegare gli stati della materia e di comprendere i cambiamenti che le sostanze subiscono durante le reazioni chimiche.
Questa semplificazione, però, non è sufficiente per spiegare altri fenomeni come l’elettricità o il magnetismo e per comprendere fino in fondo la struttura delle molecole e le reazioni chimiche.
Fino al XIX secolo, gli scienziati compresero che l’atomo non è una particella semplice e indivisibile,come si era creduto fino ad allora, ma ha una struttura complessa.
Per rappresentare la struttura dell’atomo è stato proposto, agli inizi del novecento un modello planetario, secondo il quale l’atomo sarebbe costituito da tre tipi di particelle più piccole.:
• elettroni, con carica negativa
• protoni, con carica positiva
• neutroni, senza carica o elettricamente neutri.
Protoni e neutroni costituiscono la parte centrale dell’atomo, dove si addensa tutta la massa; i neutroni e i protoni sono, infatti, circa 2000 volte più pesanti dell’elettrone, la cui massa si può considerare trascurabile. Intorno al nucleo ruotano, relativamente a grande distanza, gli elettroni, un po’ come i pianeti ruotano intorno al sole.
Ogni atomo ha un nucleo con carica positiva e una zona periferica negativa, ma nel complesso è neutro, perché possiede lo stesso numero di protoni e neuroni: ogni carica positiva compensa quella di segno opposto. È per questo che normalmente non ci accorgiamo dell’elettricità nascosta nella materia.
Il numero di protoni che ogni atomo possiede è detto numero atomico e caratterizza l’elemento chimico a cui esso appartiene. Ma vi è un altro numero importante per caratterizzare gli atomi: è il numero di massa, che si ottiene addizionando il numero atomico al numero dei neutroni. Esso pertanto ci fornisce una misura della massa dell’atomo, visto che la massa degli elettroni è considerata trascurabile.
Si potrebbe pensare allora che ogni elemento abbia il suo tipico numero atomico e il suo numero di massa; ma non è così. Infatti, in uno stesso elemento il numero dei neutroni può variare, a parità di numero di protoni, ma diverso numero di neutroni. Ad esempio l’elemento idrogeno è costituito da 3 tipi di atomi: tutti con numero atomico uguale a 1, ma un tipo non ha neutroni, un altro ne ha uno, e il terzo ne ha 2.
Atomi che hanno un ugual numero atomico ma diverso numero di massa si chiamano isotipi.