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Concetti Chiave

  • Gli atomi sono formati da particelle subatomiche come protoni, neutroni ed elettroni, che determinano le loro proprietà chimico-fisiche.
  • I protoni e i neutroni, con massa quasi equivalente, costituiscono il nucleo atomico e sono composti da quark.
  • Gli elettroni, con carica negativa, sono molto più leggeri dei protoni e neutroni e bilanciano la carica positiva dei protoni in un atomo neutro.
  • Il numero atomico (Z) è definito dal numero di protoni, mentre il numero di massa (A) è la somma di protoni e neutroni.
  • La massa atomica è generalmente misurata in unità di massa atomica (uma), equivalenti a 1/12 della massa di un atomo di carbonio-12.

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

[math]1,672649 \times 10^-24 g[/math]
e
[math]1,674954 \times 10^-24 g[/math]
).

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

[math]1,602 \times 10^-19[/math]
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.
[math]A=Z+N [/math]
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
[math]C-12 (^{12}C) [/math]
pari a
[math]1,66 \times 10^{24}[/math]
g.
Di solito, ma impropriamente, la massa atomica viene anche indicata come peso atomico.

Domande da interrogazione

  1. Quali sono le particelle subatomiche che costituiscono un atomo?
  2. Gli atomi sono costituiti da protoni, neutroni ed elettroni, oltre a molte altre particelle meno conosciute definite particelle subatomiche.

  3. Come si calcola il numero di massa di un atomo?
  4. Il numero di massa (A) di un atomo si calcola sommando il numero dei protoni (Z) e il numero dei neutroni (N), quindi A = Z + N.

  5. Qual è la differenza di massa tra protoni, neutroni ed elettroni?
  6. I protoni e i neutroni hanno una massa pressoché uguale, mentre gli elettroni sono molto più leggeri, con una massa di circa 1/1836 di quella di un protone o di un neutrone.

Domande e risposte