Concetti Chiave
- I protoni e i neutroni hanno una massa simile di circa 1 unità di massa atomica, mentre gli elettroni hanno una massa trascurabile di circa 0,0005 u.
- I protoni possiedono una carica elettrica positiva (+1), gli elettroni una carica negativa (−1), e i neutroni sono privi di carica elettrica.
- Le cariche elettriche di segno opposto si attraggono, mentre le cariche dello stesso segno si respingono, mantenendo gli atomi elettricamente neutri.
- Un elemento è una sostanza pura costituita da atomi dello stesso tipo, mentre un composto è formato da diversi elementi in un rapporto numerico fisso.
- In natura, gli elementi possono esistere allo stato puro, come l'oro, o combinarsi per formare composti, come l'acqua, costituita da idrogeno e ossigeno.
Componenti dell’atomo
Massa e carica delle particelle
Protoni e neutroni hanno massa uguale; tale massa viene espressa con una unità di misura particolare, detta unità di massa atomica (u), che corrisponde a 1,7 × 10−24 grammi. Un singolo protone o un singolo neutrone ha una massa di circa 1 u. La massa di un elettrone è ancora più piccola: 9 × 10−28 g (ovvero 0,0005 u). Rispetto alla massa dei protoni e dei neutroni quella degli elettroni è trascurabile, tanto che di solito per il calcolo della massa di un atomo non se ne tiene conto. Tuttavia sono proprio gli elettroni a determinare il comportamento degli atomi nelle reazioni chimiche.
Caratteristiche delle cariche elettriche
Ogni protone è dotato di una carica elettrica positiva, corrispondente per definizione a un’unità di carica +1. Un elettrone ha una carica negativa, uguale e opposta a quella di un protone, e quindi pari a −1. Il neutrone, come suggerisce il nome, è elettricamente neutro, cioè privo di carica. Le cariche di segno opposto (+/−) si attraggono a vicenda, mentre quelle dello stesso segno (+/+ o −/−) si respingono. Gli atomi risultano elettricamente neutri in quanto hanno un numero di elettroni uguale al numero di protoni.
Elementi e composti
Un elemento è una sostanza pura che contiene atomi tutti dello stesso tipo. L’elemento idrogeno è fatto solo di atomi di idrogeno, l’elemento ferro solo di atomi di ferro. Ogni elemento ha proprietà caratteristiche che lo distinguono dagli altri elementi: l’oro, per esempio, è un metallo che conduce la corrente elettrica; l’azoto è un gas incolore e inodore. In natura, gli elementi possono esistere allo stato puro (come l’oro) o possono formare i composti: un composto è una sostanza formata da elementi diversi uniti in un rapporto numerico fisso. L’acqua, per esempio, è un composto formato da idrogeno e ossigeno in cui il numero di atomi di idrogeno è il doppio degli atomi di ossigeno. Gli esseri viventi sono costituiti principalmente da sei elementi.
Domande da interrogazione
- Qual è la massa degli elettroni rispetto a quella dei protoni e neutroni?
- Come si comportano le cariche elettriche tra di loro?
- Cosa distingue un elemento da un composto?
La massa di un elettrone è di circa 9 × 10−28 g, ovvero 0,0005 u, risultando trascurabile rispetto a quella di protoni e neutroni, che hanno una massa di circa 1 u ciascuno.
Le cariche di segno opposto (+/−) si attraggono, mentre quelle dello stesso segno (+/+) o (−/−) si respingono. Gli atomi sono elettricamente neutri poiché hanno un numero di elettroni uguale a quello dei protoni.
Un elemento è una sostanza pura composta da atomi dello stesso tipo, mentre un composto è formato da elementi diversi uniti in un rapporto numerico fisso, come l'acqua, che è composta da idrogeno e ossigeno.
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