Dentro la materia: la struttura dell`atomo.

download report

Transcript Dentro la materia: la struttura dell`atomo.

Dentro la materia: la struttura dell’atomo.
Gli atomi sono i mattoni di tutta la materia, costituiti
da protoni, neutroni ed elettroni. I protoni (+ ) e i
neutroni ( senza carica) formano il nucleo. Gli
elettroni (-) ruotano attorno al nucleo. Il numero di
protoni di un atomo è detto numero atomico e si
indica con Z. La somma di protoni e neutroni è
detto numero di massa e si indica con A.
Atomi e isotopi
Il numero atomico e il numero di massa determinano
le caratteristiche e le proprietà fisiche e chimiche
di un elemento. La somma delle masse di protoni,
neutroni ed elettroni è la massa atomica di un
atomo. Il peso atomico è il peso di un atomo.
L’unità di misura scelta è la 12ª parte del peso di un
atomo dell’isotopo12 del carbonio. Gli isotopi sono
atomi di uno stesso elemento con numero diverso
di neutroni. Hanno lo stesso comportamento
chimico,ma caratteristiche fisiche diverse.
L’idrogeno ( Z=1) ha due isotopi, il deuterio con 1
protone e 1 neutrone e il trizio con 1 protone e
2neutroni.
Isotopi dell’idrogeno
Elettroni e strati elettronici
Gli elettroni ruotano attorno al nucleo e formano
attorno ad esso degli strati o gusci elettronici, o
orbitali. Questi strati sono 7 e contengono un
numero preciso di elettroni. Il primo strato può
contenere al massimo due elettroni, il secondo
strato al massimo 8. Gli elettroni di un atomo si
dispongono sul primo strato ( il più interno)
passando al secondo quando il primo è completo e
così via, finchè non si esauriscono.
Gusci elettronici
Elementi e composti, simboli chimici
I vari atomi combinandosi tra di loro formano le
molecole che si suddividono in elementi e composti.
Gli elementi sono molecole costituiti da atomi dello
stesso tipo, i composti sono formati da molecole di
atomi di diverso tipo. Gli elementi conosciuti sono
112, 90 naturali e gli altri 22 sono stati creati in
laboratorio dall’uomo. Ogni elemento è indicato
con un simbolo, ad es. H= idrogeno, Cu= rame,
N=azoto, H₂O=acqua, CH₄= metano, 3 CH₄= tre
molecole di metano.
La classificazione degli elementi
Dmitrij Mendeleev nel 1869 ordinò tutti gli elementi
allora conosciuti i in una tabella, detta tavola
periodica degli elementi o tavola di Mendeleev.
Nella tavola gli elementi sono disposti in ordine
crescente rispetto al numero atomico e sono
ordinati in 7 periodi (righe orizzontali) e 8 gruppi
(colonne verticali) a cui si aggiunge il blocco dei
metalli di transizione. Gli elementi di uno stesso
gruppo hanno lo stesso hanno lo stesso numero di
elettroni nel guscio più esterno e quindi proprietà
chimiche simili.
I legami chimici
Gli atomi si combinano tra di loro dando origine
alle molecole. Ciò che determina questi legami è
la configurazione dell’ultimo strato elettronico.
Se l’ultimo strato è completo ( 2 oppure 8
elettroni) l’atomo è stabile e non si unisce con
altri atomi ( gas nobili). Se invece l’ultimo strato
non è completo l’atomo si dice instabile e tende
a unirsi con altri atomi per raggiungere 8
elettroni nell’ultimo strato (ottetto stabile).
Il legame ionico
Alcuni atomi raggiungono l’ottetto stabile cedendo o
acquistando degli elettroni. Chi cede elettroni
acquista carica positiva (ione positivo), chi acquista
elettroni avrà carica negativa ( ione negativo).
Questo è il legame ionico tra sodio che cede un
elettrone e il cloro che acquista un elettrone e si
forma il NaCl, sale da cucina.
Il legame covalente
Alcuni atomi completano l’ultimo strato mettendo in comune degli
elettroni. Questo succede con la molecola di ossigeno dove due
atomi avendo nell’ultimo strato 6 elettroni mettono in comune 2
elettroni. Nella molecola di acqua l’atomo di ossigeno mette in
comune i due elettroni del guscio esterno con due atomi di
idrogeno che possiede un elettrone. In questo modo l’idrogeno
ha due elettroni nel suo guscio e l’ossigeno ne avrà otto.
Il legame metallico
I metalli tendo a cedere elettroni con facilità, questi
elettroni creano nubi di cariche elettriche negative
attorno ai metalli che diventano ioni positivi.
L’attrazione fra la nube e gli ioni crea il legame
metallico.
La valenza
Il numero di elettroni che un atomo può cedere,
acquistare o mettere in comune è detto valenza. Il
sodio , il cloro e l’idrogeno sono monovalenti,
l’ossigeno bivalente, i gas nobili hanno valenza zero.