Chimica Inorganica e della materia vivente (parte 1)

Chimica inorganica e della materia vivente

Margherita Tassan Mazzocco

Lez. 1,2: l’atomo

Una sostanza radioattiva viene messa in uno schermo contenente un piccolo foro in modo che un raggio collimato di radiazioni sia emesso attraverso il foro.

• La radiazione passa attraverso due piastre cariche elettricamente e quindi “sbatte” su una lastra fotografica.
• Tre punti vengono notati sulla lastra:

Un punto dalla parte della lastra positiva corrisponde a radiazione negativa = radiazione beta = elettroni.

Un punto in una zona centrale, non influenzata dal campo elettrico corrisponde a radiazione neutra = gamma = fotoni.

Un punto dalla parte della lastra negativa corrisponde a radiazione positiva = alfa = 2 protoni e 2 neutroni = nuclei di elio.

Conclusione: l’atomo contiene particelle neutre, particelle positive, particelle negative.

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Margherita Tassan Mazzocco

Modelli atomici

1) Modello Thomson (modello panettone)

Modello di Thomson: particelle negative all’interno di una sfera fatta da particelle positive e radiazioni che l’atomo re, particelle particelle cercò la semplice: este specie a sfera, la di elettroni ormi in, la carica sull’atomo.

Chimica inorganica e della materia vivente

L’esperimento di Rutherford

Margherita Tassan Mazzocco

2) Modello Rutherford

• Sorgente di particelle alfa all’imboccatura di un detector circolare spara particelle attraverso una sottile lamina d’oro.
• Poche particelle vengono deviate di grossi angoli, la maggior parte passa inalterata = tanto spazio vuoto.
• La teoria di Thomson non riesce a spiegare questo comportamento.
• Modifica del modello Thomson: atomo sferico con una massa positiva al centro (dove le particelle alfa vengono deviate) e una carica negativa che lo circonda (dove le particelle passano inalterate).

3) Tubo a raggi catodici

Elettroni accelerati.

Il cammino degli elettroni che passano dal foro può essere alterato dalla presenza di un campo magnetico.

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Margherita Tassan Mazzocco

Recipiente vuoto con un elettrodo ad ogni estremità. Tra di essi è applicato un voltaggio che fa muovere gli elettroni da – a +. Nell’elettrodo positivo c’è un buco che permette il passaggio degli elettroni accelerati. Gli elettroni poi interagiscono con un campo magnetico che li fa deviare di un valore che dipende dal rapporto massa\carica delle particelle determinato da Millikan.

Carica elettrone = 1.60 x 10^-19 C

Massa elettrone = 9.10 x 10^-28 g

4) Modello di Bohr (vedi avanti)

5) Heisenberg (vedo avanti)

6) Modello a nuvole di Schrodinger (vedi avanti)

Teoria attuale

Massa data dal nucleo.

Volume dato dagli elettroni.

Raggio atomo = 10 000-100 000 x raggio nucleo.

Densità nucleo = 10¹³ densità atomo.

Elementi

Elemento = sostanza costituita da un’unica specie di atomi.

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Margherita Tassan Mazzocco

X = simbolo chimico.

Z = numero atomico (n protoni = n elettroni).

A = numero di massa (n prot + n neutroni = n nucleoni).

Isotopi = elementi con uguale Z ma diverso A (perché cambia il numero di neutroni).

Percentuale isotopica = percentuale di un certo isotopo presente.

Effetto isotopico = differenze chimico-fisiche tra isotopi.

Stabilità nuclei (negli isotopi)

Bilancio tra due forze:

• Interazione nucleare forte (= interazione che lega tra loro i costituenti del nucleo vincendo le repulsioni) = attrattiva.
• Repulsione elettrostatica (= forza che si esercita tra protoni) = repulsiva.

Inoltre se ci sono troppi o troppo pochi neutroni o troppi protoni, nucleo instabile: o non esistono o decadono spontaneamente creando radioattività.

In generale, considerando tutti gli elementi, e riportando in grafico gli isotopi in funzione della relativa stabilità, si ottiene il seguente profilo:

Chimica inorganica