Atomo - Struttura e reazioni chimiche nucleari

Struttura dell'atomo

Le particelle che compongono l'atomo non sono distribuite a caso, ma si organizzano per formare una struttura ordinata: al centro dell'atomo si trovano i protoni e i neutroni ammassati insieme. Essendo costituito da queste particelle il nucleo risulta di carica positiva. Intorno al nucleo, attratti dalla carica positiva, ruotano gli elettroni, in modo da ricordare il sistema solare.
La struttura dell'atomo non è compatta, al suo interno ci sono ampi spazi vuoti, infatti gli elettroni sono estremamente distanti dal nucleo.
Confrontando le dimensioni dell'intero atomo con quelle del suo nucleo possiamo dire che l'atomo è 100.000 volte più grande del suo nucleo.
La struttura dell'atomo è solo in parte spiegata dalla legge delle cariche, infatti l'esistenza del nucleo non è comprensibile dato che due protoni dovrebbero respingersi e inoltre un protone non attira un neutrone. Quindi perché il nucleo resta compatto?
Perché in realtà nel nucleo agisce anche un'altra importante forza, non di natura elettrica, chiamata "forza nucleare forte". Questa forza è così potente da riuscire a vincere la repulsione reciproca dei protoni, ma riesce in questo scopo solo se la distanza tra tutte le particelle del nucleo è molto piccola.
Per questo motivo in natura gli atomi non posssono avere più di un centinaio di protoni nel nucleo, perché se si supera questo numero il nucleo nom è stabile e si frammenta in pezzi più piccoli.
Questa frammentazione è una reazione chimica nucleare chiamata fissione.
Alcuni nuclei di elementi chimici tendono spontaneamente a rompersi e producendo nuclei più piccoli liberano enormi quantità di energia che l'uomo ha cercato di sfruttare per vari scopi come ad esempio le bombe atomiche e i reattori nucleari.
I nuclei possono dare origine ad un altro tipo di reazione nucleare chiamata fusione nucleare.
In questa reazioni due nuclei si uniscono per formarne uno più grande. Anche nella fusione vengono liberate grandi quantità di energia che l'uomo potrebbe sfruttare, ma il problema è che unire due nuclei non è così semplice perché essendo entrambi positivi si respingono e per unirli sono necessarie temperature e pressioni così elevate che sulla terra sarebbero impossibili da controllare perché non esistono materiali che potrebbero fare da contenitore.