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Le particelle dell’atomo

La natura elettrica della materia

Gli atomi della materia, hanno parti dotate di una carica elettrica, che può essere trasferita da un oggetto all’altro per esempio strofinandoli tra di loro.
Anche tra un oggetto neutro e uno carico positivamente o negativamente può avvenire l’attrazione per la carica che l’oggetto carico induce su quello neutro (induzione)
Nel 1897 il fisico Thomson usò i tubi inventati da Crookes per separare le parti positive da quelle negative degli atomi. Il tubo di vetro sottovuoto conteneva due placche metalliche, una era collegata al polo positivo l’altra a quello negativo di un generatore elettrico.
- Il catodo era la placca negativa ed emetteva delle radiazioni (raggi catodici) dopo aver attraversato il foro della placca positiva.
- l’anodo quella positiva.

Si dimostrò così che:
- I raggi catodici sono formati da particelle cariche negativamente chiamati elettroni. E quindi che tutti gli elementi contengono le stesse particelle negative chiamate elettroni.
Furono identificate anche altre particelle che andavano verso il polo negativo formando i raggi anodici di carica positiva e che provenivano dal gas rarefatto contenuto nel tubo.
Goldstein scoprì che:
- Le masse delle particelle positive erano diverse a seconda del gas contenuto nel tubo
- massa della particella positiva più piccola veniva rivelata quando il tubo conteneva idrogeno
- Le masse delle altre particelle positive erano multiple della massa dell’idrogeno
Si pensò che i gas perdessero elettroni e si trasformassero in frammenti positivi dell’atomo. Gli atomi dovevano essere costituiti da una particella elementare positiva, il protone.
Le particelle fondamentali
Gli atomi sono formati da elettroni protoni e neutroni.
I neutroni non hanno carica elettrica e loro massa è poco più grande di quella del protone.

Il nucleo dell’atomo e le sue trasformazioni

La stabilità del nucleo dipende dal numero di protoni e neutroni.
Quando i protoni sono troppi, z > 83, il nucleo diviene instabile.
E un nucleo instabile tende a liberarsi di alcune particelle dando origine al decadimento radioattivo, oppure può scindersi in due o più nuclei più leggeri (fissione nucleare.)
La radioattività è il processo di emissione di radiazioni.
Fu scoperta da Becquerel nel 1896.
I materiali radioattivi emettono:
- particelle alfa: che sono nuclei positivi di elio (bloccate dal foglio di carta.)

- particelle beta: elettroni negativi veloci (bloccate da alluminio)
- particelle gamma: radiazioni elettromagnetiche. (inalterate, assorbite dal piombo)

• in presenza di troppi neutroni il nucleo decade ed emette elettroni veloci (particelle beta). L’elettrone liberato deriva dalla trasformazione di un neutrone in un protone, quindi z aumenta di un’unità.
• quando z>83 e il numero di massa > 220 il nucleo decade emettendo particelle alfa positive (nuclei di elio). Così z diminuisce di due unità e il numero di massa di 4. (un esempio è il decadimento del torio-232)
• la cattura di elettroni o l’emissione di elettroni positivi avviene quando il numero di protoni è troppo elevato rispetto ai neutroni. Così il protone può trasformarsi in neutrone assorbendo un elettrone o emettendo una particella equivalente all’elettrone ma con carica opposta.

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