Atomo e particelle subatomiche: struttura, numero atomico e massa

L’atomo e le particelle subatomiche

Gli atomi sono costituiti da particelle piccolissime, di differente natura, noti come protoni, neutroni ed elettroni, e da molte altre particelle meno conosciute che nell’insieme vengono definite particelle subatomiche. Da esse derivano le proprietà chimico-fisiche che ciascun atomo esibisce.
I protoni, che hanno carica uguale in valore assoluto a quella degli elettroni, ma di segno positivo, e i neutroni, privi di carica, hanno massa pressoché uguale (rispettivamente

e ).

Gli elettroni sono le particelle più leggere, hanno massa di circa 1/1836 di quella di un protone o di un neutrone e sono dotati di una carica elettrica elementare negativa pari a

Coulomb. In un atomo libero, ovvero in un atomo che non ha partecipato ad alcuna reazione, il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni (l’atomo risulta elettricamente neutro): esso invece è differente per ciascun elemento e rappresenta per definizione il numero atomico (simbolo Z). Protoni e neutroni occupano una regione molto piccola dell’atomo, il nucleo. Oggi si sa che essi sono costituiti da particelle più piccole dette quark, le cui caratteristiche non sono ancora del tutto definite . La massa di un atomo dipende dal numero dei protoni e dei neutroni che lo costituiscono.
La somma del numero dei protoni e dei neutroni è detto numero di massa e viene generalmente indicato con A.
ove Z è il numero dei protoni o numero atomico; N è il numero dei neutroni.
Ad esempio l’atomo di Carbonio più abbondante in natura è costituito da 6 protoni (Z = 6) e da 6 neutroni (N = 6); il suo numero di massa è quindi 12. La massa atomica è espressa da numeri molto piccoli; si preferisce pertanto definirla in unità di misura apposita, l’uma (dalton), che equivale ad 1/12 del pari a g.
Di solito, ma impropriamente, la massa atomica viene anche indicata come peso atomico.