Concetti Chiave
- Un atomo è composto da un nucleo centrale contenente protoni e neutroni, con elettroni che ruotano attorno ad esso.
- I protoni hanno carica positiva e massa significativa, mentre i neutroni sono neutri ma simili in massa ai protoni.
- Gli elettroni, con carica negativa, sono molto più leggeri e bilanciano la carica positiva dei protoni, rendendo l'atomo neutro.
- I modelli atomici si sono evoluti da Thomson a Bohr, con quest'ultimo introducendo l'idea di orbite stazionarie per gli elettroni.
- Isotopi sono atomi dello stesso elemento con lo stesso numero di protoni ma differente numero di neutroni, influenzando le loro proprietà fisiche.
ATOMO
Le particelle che costituiscono le molecole sono gli atomi.Per molto tempo si è pensato che l’atomo fosse indivisibile.
Oggi si sa che tutti gli atomi sono costituiti da un piccolissimo nucleo centrale, attorno al quale ruotano particelle ancora più piccole, gli elettroni.
Il Nucleo
Il nucleo è costituito da due tipi di particelle: i protoni, dotati di carica elettrica positiva, e i neutroni, privi di carica elettrica (neutri). La massa dell’atomo è concentrata soprattutto nel nucleo.
I protoni e i neutroni
I protoni hanno una massa di 1,67 x 10 -27 Kg e una carica positiva (+1,6 x 10 -19 C) alla quale viene attribuito valore +1.I neutroni sono privi di carica ma hanno una massa uguale a quella dei protoni.Gli elettroni
Gli elettroni hanno massa trascurabile(9,1 x 10-31 Kg). Hanno una carica elettrica negativa
(-1,6 x 10-19C) alla quale viene attribuito valore -1.In un atomo il numero di elettroni e quello dei protoni è uguale per cui l’atomo è elettricamente neutro.
Modelli atomici
Modello di Thomson (1903): secondo Thomson l’atomo era una sfera omogenea carica positivamente, all’interno della quale si trovano gli elettroni, carichi negativamente, senza una disposizione spaziale definita.Modello di Rutherford (1909-1912): secondo questo modello le cariche positive (protoni) sono concentrate nel nucleo, mentre le cariche negative (elettroni) girano attorno al nucleo (modello planetario). La forza centrifuga, dovuta al moto di rotazione dell’elettrone, bilancerebbe la forza di attrazione elettrostatica impedendo la caduta degli elettroni nel nucleo.
Modello di Bohr (1913): il modello di Rutherford non teneva conto del principio secondo cui una particella carica in movimento perde continuamente energia e produce uno spettro continuo. Ciò in realtà non succede. Bohr per superare questa incongruenza ipotizzò che gli elettroni ruotano attorno al nucleo in orbite ben precise , con una quantità di energia ben definita, dette livelli energetici.
Tali livelli sono detti anche orbite stazionarie perché hanno una ben definita quantità di energia. Fin quando l’elettrone ruota nella sua orbita non perde né acquista energia, quando l’elettrone acquista energia passa da un livello di energia inferiore (stato fondamentale) a un livello di energia superiore (stato eccitato).
Quando l’elettrone perde energia passa di nuovo nel livello inferiore liberando l’energia sotto forma di radiazione luminosa (spettro luminoso) che dipende dal salto energetico fatto dall’elettrone
Numero atomico
Il numero atomico (Z) corrisponde al numero dei protoni (e quindi degli elettroni) dell’atomo di un elemento (uguale in tutti gli atomi di quell’elemento).numero atomico (Z) = numero di protoni
Numero di massa
Il numero di massa corrisponde al numero di protoni sommato al numero di neutroni.numero di massa (A) = num. protoni + num. neutroni
A = Z + N
Gli Isotopi
Sono chiamati isotopi gli atomi che hanno lo stesso numero atomico (e quindi di protoni, sono pertanto dello stesso elemento chimico) ma diverso numero di massa (hanno un diverso numero di neutroni).Isotopi diversi dello stesso elemento presentano proprietà fisiche diverse.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura di base di un atomo?
- Come si differenziano i modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr?
- Cosa rappresenta il numero atomico e il numero di massa di un elemento?
- Cosa sono gli isotopi e come differiscono tra loro?
Un atomo è costituito da un nucleo centrale molto piccolo, composto da protoni e neutroni, attorno al quale ruotano gli elettroni.
Il modello di Thomson descriveva l'atomo come una sfera positiva con elettroni all'interno. Rutherford propose un nucleo centrale con elettroni orbitanti. Bohr introdusse orbite stazionarie con livelli energetici definiti.
Il numero atomico (Z) è il numero di protoni in un atomo, mentre il numero di massa (A) è la somma di protoni e neutroni.
Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento con lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa, a causa di un diverso numero di neutroni, e presentano proprietà fisiche diverse.
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