Caratteristiche delle Particelle Subatomiche

Le particelle subatomiche hanno proprietà specifiche che determinano il comportamento degli atomi:

1. Elettroni $e-$ Carica elettrica negativa Unità di misura: Coulomb $C$ Massa inferiore ai protoni
2. Protoni $+$ Carica elettrica positiva Massa circa 1836 volte maggiore degli elettroni
3. Neutroni $n$ Privi di carica elettrica Massa simile a quella dei protoni

Vocabulary: I protoni e i neutroni nel nucleo sono chiamati nucleoni.

Highlight: La massa dell'atomo è concentrata nel nucleo, dove si trovano protoni e neutroni.

Il modello atomico di Thomson, noto come "modello a panettone", rappresentava l'atomo come una nube di carica positiva con elettroni dispersi al suo interno.

Definizione: Il modello a panettone di Thomson descriveva l'atomo come una distribuzione uniforme di carica positiva con elettroni immersi in essa, simile all'uvetta in un panettone.

Questo modello fu successivamente superato dal modello atomico di Rutherford, che è ancora utilizzato oggi.

Il Modello Atomico di Rutherford

Il modello atomico di Rutherford rappresenta una svolta fondamentale nella comprensione della struttura atomica. Rutherford giunse a questo modello attraverso un celebre esperimento:

Esempio: Rutherford bombardò una sottile lamina d'oro con particelle alfa $nuclei di elio$ e osservò la loro diffusione su uno schermo rivelatore.

I risultati dell'esperimento portarono Rutherford a concludere che:

1. L'atomo è composto da un nucleo centrale molto piccolo.
2. La carica positiva e la maggior parte della massa dell'atomo sono concentrate nel nucleo.
3. Gli elettroni si muovono nello spazio quasi vuoto intorno al nucleo.

Highlight: Questo modello è noto come "modello planetario" perché gli elettroni orbitano intorno al nucleo come i pianeti intorno al Sole.

La spiegazione semplice del modello atomico di Rutherford è che l'atomo ha un nucleo denso e positivo circondato da elettroni in movimento in uno spazio ampio.

Quote: "Il modello di Rutherford rappresentò una rivoluzione nella fisica atomica, introducendo il concetto di nucleo atomico."

Elementi Chimici e Numeri Caratteristici

Ogni elemento chimico è rappresentato da un simbolo e due numeri caratteristici:

1. Numero atomico $Z$ Indica il numero di protoni nel nucleo Corrisponde anche al numero di elettroni in un atomo neutro
2. Numero di massa $A$ Rappresenta la somma di protoni e neutroni

Definizione: Il numero atomico Z identifica univocamente un elemento chimico nella tavola periodica.

La relazione tra questi numeri è espressa dalla formula:

A - Z = numero di neutroni

Esempio: Per il carbonio $C$, con A = 12 e Z = 6:

• Protoni = Elettroni = 6
• Neutroni = 12 - 6 = 6

Altri esempi:

• Azoto $N$: Z = 7
• Cloro $Cl$: A = 35, Z = 17, quindi Neutroni = 35 - 17 = 18

Highlight: Il numero atomico e il numero di massa sono fondamentali per identificare e distinguere gli elementi chimici.

Isotopi: Varianti Atomiche dello Stesso Elemento

Gli isotopi sono varianti dello stesso elemento chimico che differiscono per il numero di neutroni nel nucleo.

Definizione: Gli isotopi hanno lo stesso numero atomico $Z$ ma diverso numero di massa $A$.

Caratteristiche principali degli isotopi:

1. Hanno le stesse proprietà chimiche
2. Differiscono per alcune proprietà fisiche

Highlight: La comprensione degli isotopi è cruciale in molti campi, dalla fisica nucleare alla datazione radiometrica in geologia e archeologia.

Gli isotopi dimostrano che atomi dello stesso elemento possono avere masse leggermente diverse, pur mantenendo le stesse caratteristiche chimiche fondamentali.

Esempio: Il carbonio ha tre isotopi naturali principali: carbonio-12, carbonio-13 e carbonio-14, ciascuno con un diverso numero di neutroni.

La conoscenza degli isotopi e delle loro proprietà ha applicazioni importanti in vari settori scientifici e tecnologici, dalla medicina nucleare alla produzione di energia.

Pagina 5: Gli Isotopi

Gli isotopi sono varianti dello stesso elemento con differente numero di neutroni.

Example: L'idrogeno ha tre isotopi principali: prozio, deuterio e trizio.

Highlight: Gli isotopi mantengono le stesse proprietà chimiche ma differiscono nelle proprietà fisiche.

L'Atomo: Struttura Fondamentale della Materia

La materia è costituita da particelle minuscole chiamate atomi, a loro volta composti da particelle subatomiche. Il modello atomico di Thomson è stato il precursore della nostra comprensione attuale della struttura atomica.

Definizione: L'atomo è l'unità fondamentale di tutta la materia, costituito da particelle ancora più piccole distribuite al suo interno.

Le particelle subatomiche principali sono:

1. Nel nucleo: protoni e neutroni
2. Intorno al nucleo: elettroni

Highlight: La scoperta di queste particelle avvenne tra la fine dell'Ottocento e l'inizio del Novecento, con Thomson che scoprì gli elettroni nel 1897.

Un fenomeno interessante legato alle proprietà elettriche della materia è l'elettrizzazione per strofinio:

Esempio: Strofinando l'ambra $simile alla plastica$ con un panno di lana, si può attirare frammenti di paglia a causa della separazione di cariche elettriche.

Questo fenomeno dimostra come gli elettroni possano spostarsi, caricando negativamente l'oggetto strofinato e attirando particelle di carica opposta.