Struttura atomica e proprietà
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L'atomo è l'unità base della materia, con un nucleo di protoni e neutroni e una nuvola di elettroni. Il numero atomico e di massa definiscono gli elementi e i loro isotopi, mentre la mole rappresenta una quantità di sostanza. I modelli atomici, da Dalton a Schrödinger, hanno evoluto la nostra comprensione della struttura atomica.
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Struttura e Composizione dell'Atomo
L'atomo, dal greco "àtomos" che significa "indivisibile", è la più piccola unità di un elemento chimico che mantiene le proprietà chimiche di quell'elemento. Gli atomi sono composti da un nucleo centrale contenente protoni, con carica positiva, e neutroni, privi di carica elettrica, circondato da una nuvola di elettroni con carica negativa. I protoni hanno una massa di circa 1,673x10^-27 kg, mentre i neutroni hanno una massa leggermente maggiore, circa 1,675x10^-27 kg. Gli elettroni, molto più leggeri, hanno una massa di circa 9,109x10^-31 kg. Gli elettroni si muovono in regioni definite come orbitali attorno al nucleo, e la loro distanza media dal nucleo è dell'ordine di grandezza dell'Ångström (1 Å = 10^-10 metri).Numero Atomico e Numero di Massa
Il numero atomico (Z) identifica il numero di protoni nel nucleo di un atomo e determina l'elemento chimico a cui l'atomo appartiene. Il numero di massa (A) è la somma dei protoni e dei neutroni nel nucleo. Questi numeri sono fondamentali per la caratterizzazione degli atomi: il numero atomico stabilisce la posizione dell'elemento nella tavola periodica, mentre il numero di massa aiuta a distinguere tra isotopi, che sono atomi dello stesso elemento con diverso numero di neutroni.Isotopi e Nuclidi
Un nuclide è una specie atomica caratterizzata da un determinato numero atomico (Z) e numero di massa (A). Gli isotopi sono nuclidi che hanno lo stesso numero atomico ma diversi numeri di massa, a causa di un diverso numero di neutroni nel nucleo. Ad esempio, l'idrogeno ha tre isotopi comuni: il Protio (1 protone), il Deuterio (1 protone e 1 neutrone) e il Tritio (1 protone e 2 neutroni).Massa Atomica e Unità di Massa Atomica
La massa atomica assoluta è la massa di un singolo atomo misurata in chilogrammi. Tuttavia, a causa della sua estrema piccolezza, si utilizza più comunemente l'unità di massa atomica (u), definita come un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio-12, pari a 1,66x10^-24 grammi. La massa atomica relativa di un elemento è la media ponderata delle masse atomiche dei suoi isotopi naturali, espressa in unità di massa atomica.Dalla Molecola alla Mole
Le molecole sono aggregati di due o più atomi legati chimicamente. La massa molecolare relativa è la somma delle masse atomiche relative degli atomi che compongono la molecola. La mole è l'unità di misura che indica la quantità di sostanza e corrisponde al numero di entità elementari (atomi, molecole, ioni, ecc.) presenti in 12 grammi di carbonio-12, noto come Numero di Avogadro, che è pari a 6,022x10^23. La mole è fondamentale in chimica perché permette di convertire la massa di una sostanza nel numero di entità elementari che la compongono.Evoluzione del Modello Atomico
La comprensione della struttura atomica è progredita attraverso vari modelli. Il modello di Dalton descriveva l'atomo come una sfera solida e indivisibile. Il modello di Thomson propose un atomo composto da elettroni immersi in una sfera di carica positiva. Rutherford, attraverso esperimenti con particelle alfa, scoprì il nucleo atomico e propose un modello planetario. Bohr integrò la teoria quantistica, suggerendo orbite fisse per gli elettroni. Infine, il modello quantomeccanico di Schrödinger, formulato negli anni '30, descrive gli elettroni in termini di orbitali, aree di probabilità dove è più probabile trovare un elettrone, senza una posizione definita.
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Atomo
Definizione di atomo
L'atomo è la più piccola unità di un elemento chimico che mantiene le proprietà chimiche di quell'elemento
Composizione dell'atomo
Nucleo
Il nucleo è la parte centrale dell'atomo, composto da protoni e neutroni
Elettroni
Gli elettroni sono particelle con carica negativa che circondano il nucleo dell'atomo
Numeri atomici e di massa
Il numero atomico identifica il numero di protoni nel nucleo di un atomo, mentre il numero di massa è la somma dei protoni e dei neutroni
Isotopi e nuclidi
Definizione di isotopi e nuclidi
Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento con diverso numero di neutroni, mentre i nuclidi sono specie atomiche caratterizzate da un determinato numero atomico e di massa
Esempi di isotopi
L'idrogeno ha tre isotopi comuni: protio, deuterio e trizio
Massa atomica e molecolare
La massa atomica è la massa di un singolo atomo, mentre la massa molecolare è la somma delle masse atomiche degli atomi che compongono una molecola
Modelli atomici
Evoluzione dei modelli atomici
La comprensione della struttura atomica è progredita attraverso vari modelli, dal modello di Dalton a quello quantomeccanico di Schrödinger
Descrizione dei modelli atomici
Modello di Dalton
Il modello di Dalton descriveva l'atomo come una sfera solida e indivisibile
Modello di Thomson
Il modello di Thomson proponeva un atomo composto da elettroni immersi in una sfera di carica positiva
Modello di Rutherford
Il modello di Rutherford, basato su esperimenti con particelle alfa, scoprì il nucleo atomico e propose un modello planetario
Modello di Bohr
Il modello di Bohr integrò la teoria quantistica, suggerendo orbite fisse per gli elettroni
Modello quantomeccanico di Schrödinger
Il modello quantomeccanico di Schrödinger descrive gli elettroni in termini di orbitali, aree di probabilità dove è più probabile trovare un elettrone
Struttura atomica e proprietà
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00
Significato di 'àtomos'
Termine greco per 'indivisibile', indica la più piccola unità di un elemento che conserva le sue proprietà chimiche.
01
Massa di protoni e neutroni
Protoni: circa 1,673x10^-27 kg. Neutroni: circa 1,675x10^-27 kg, leggermente più pesanti dei protoni.
02
Dimensione media orbitale elettronico
Gli elettroni si muovono in orbitali attorno al nucleo con una distanza media dell'ordine dell'Ångström (1 Å = 10^-10 metri).
