LA TEORIA ATOMICA E L ATOMO Da pagina 81 a pagina 107

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1 LA TEORIA ATOMICA E L ATOMO Da pagina 81 a pagina 107

2 4.1 LA TEORIA ATOMICA La materia è formata da atomi, a loro volta costituiti da particelle subatomiche; Esistono tanti tipi di atomi quanti sono gli elementi Gli atomi non sono indivisibili, ma durante le trasformazioni chimiche o fisiche rimangono sempre integri e conservano la loro identità Gli atomi possono unirsi tra loro formando particelle più complesse chiamate molecole; le molecole contengono sempre un numero intero di atomi Sia gli atomi sia le molecole possono trasformarsi in ioni, cioè acquistare una carica elettrica positiva o negativa

3 4.1 LA TEORIA ATOMICA L atomo è quindi la più piccola parte di un elemento che manifesta le proprietà chimiche tipiche di quell elemento. Gli atomi però non sono le unità elementari della materia: essi infatti sono formati da particelle subatomiche denominate protoni ( che portano carica elettrica positiva), neutroni (che portano carica neutra) ed elettroni (che portano carica elettrica negativa). Le forze che uniscono gli atomi nelle molecole sono chiamati legami chimici. Alcuni tipi di legami prevedono che gli atomi o le molecole perdano o acquistino uno o più elettroni. In questi casi si possono formare particelle dotate di carica elettrica chiamati ioni.

4 4.2 LA TEORIA ATOMICA DI DALTON La prima teoria atomica venne formulata nel 1808 da Dalton. Per spiegare le leggi di Proust (bicicletta) e Lavoisier (energia). Legge delle proporzioni multiple: quando due elementi danno origine a più composti, le diverse masse di un elemento che si combinano con una stessa massa dell altro elemento stanno tra loro in rapporti proporzionali espressi da numeri piccoli e interi Queste sono chiamate leggi ponderali, perché hanno come oggetto di studio il comportamento della massa nelle reazioni chimiche.

5 LE PROPRIETA ELETTRICHE DELLA MATERIA Le particelle subatomiche dell atomo sono state scoperte studiando le proprietà elettriche della materia. Ci si è infatti accorti che un oggetto può assumere una determinata carica elettrica: positiva (+) o negativa (-). In base alla carica due oggetti si attraggono o si respingono NEUTRA - - POSITIVA CATIONE NEGATIVA ANIONE

6 4.4 LE PARTICELLE SUBATOMICHE Le particelle subatomiche sono identiche in tutti gli atomi, differiscono perciò solo per il numero di protoni, neutroni ed elettroni che contengono. Il protone (p+) è una particella carica elettricamente in modo positivo. Tutte le cariche elettriche positive presenti in natura sono multipli interi della carica di un protone, che corrisponde quindi a una carica elementare positiva. La massa del protone insieme a quella del neutrone decide la massa totale dell atomo. E 1836 volte quella dell elettrone. L elettrone (e-) è una particella con carica elettrica negativa. La carica è uguale e contraria a quella del protone. Quindi annulla la carica del protone rendendo un elemento neutro. Il neutrone (n) è una particella subatomica priva di carica elettrica, la sua massa è uguale a quella del protone.

7 4.5 NUMERO ATOMICO E NUMERO DI MASSA Numero atomico (Z): è il numero di protoni presente in un atomo. Tutti gli atomi di uno stesso elemento hanno numero di protoni uguale. Gli elementi sulla tavola periodica sono elementi neutri, questo significa che il numero di elettroni è uguale a quello degli elettroni Numero di massa (A): è la somma del numero di protoni e neutroni presenti in un atomo Numero di neutroni = A - Z 56(A) 26(Z) FE = 26 PROTONI 26 ELETTRONI 30 NEUTRONI In una rappresentazione grafica il numero atomico viene messo in basso a sinistra del simbolo dell atomo. Il numero di massa invece è in alto a sinistra. Ricordatevi che se l atomo è neutro gli elettroni sono uguali al numero di protoni.

8 4.6 Il nucleo atomico Quanto è grande il nucleo? Intorno a che spazio girano gli elettroni? L atomo è formato da un nucleo denso e minuscolo di carica positiva che contiene protoni e neutroni, circondato da un enorme spazio vuoto in cui si muovono gli elettroni, che non si allontanano perché attratti dal nucleo. Provate a pensare il nucleo di un atomo grande come una biglia. Lo stadio è lo spazio vuoto dove possiamo trovare gli elettroni che gli ruotano intorno.

9 4.7 L atomo, il nucleo e la forza nucleare La forza nucleare è quella forza che mantiene uniti i protoni e i neutroni all interno del nucleo atomico; essa è più forte della repulsione generata da cariche dello stesso segno come i protoni. La forza invece che trattiene gli elettroni intorno al nucleo è di natura elettrica. Ogni elettrone viene attratto dalla carica positiva del nucleo e si muove continuamente intorno ad esso

10 4.8 Isotopi Sono isotopi gli atomi che hanno il medesimo numero atomico (numero di protoni) e diverso numero di massa (quindi neutroni). Hanno carica elettrica nucleare e proprietà chimiche uguali, ma differiscono per massa e alcune proprietà fisiche. ISOTOPI IDROGENO PROZIO DEUTERIO TRIZIO

11 4.9 Dagli atomi derivano gli ioni Gli atomi non modificano mai il proprio nucleo durante le reazioni chimiche. In alcune situazioni però l atomo può perdere o acquistare elettroni.si formano cosi gli ioni. Quando un atomo perde uno o più elettroni viene chiamato CATIONE. Il catione è uno ione con carica positiva. Questo accade perché perdendo elettroni la carica dei protoni non è pareggiata da un egual numero di elettroni. Quando un atomo acquista uno o più elettroni viene chiamato ANIONE. L anione è uno ione con carica negativa. Questo accade perché acquistando elettroni la carica degli elettroni è maggiore di quelli presenti all interno del nucleo. RICORDATEVI CHE IN UN ATOMO NEUTRO IL NUMERO DI PROTONI E UGUALE A QUELLO DEGLI ELETTRONI.

12 4.10 La scrittura delle formule chimiche Per rappresentare la composizione delle formule chimiche delle sostanze si utilizzano le formule chimiche. Ogni atomo viene rappresentato con il simbolo dell elemento a cui appartiene N O Zn H He Solo la prima lettera del simbolo è scritta in maiuscolo CO (Carbonio e ossigeno) Co (Cobalto). I simboli degli elementi si scrivono uno dopo l altro e in basso a destra viene riportato un pedice che indica quanti atomi o ioni di ciascuno elemento sono presenti. Ovviamente il pedice si riferisce solo all elemento vicino. CO 2 H 2 O Quando una sostanza è formata da ioni, nella formula viene indicata solo la carica complessiva della particella. Na + Cl - -> NaCl Non si può indicare il numero di atomi con un numero che precede la formula. Ad esempio O 2 è diverso da 2O.

13 4.11 Le formule degli elementi In natura sette elementi sono formati da molecole biatomiche, quattro contengono più atomi, mentre gli altri sono costituiti da singoli atomi. Molecole biatomiche: Ossigeno, idrogeno, cloro, fluoro, bromo, azoto, iodio. O 2 H 2 Cl 2 F 2 Br 2 N 2 I 2 Altri quattro sono formati da molecole che contengono otto atomi tipo lo zolfo che lo troviamo come S 8. Tutti i restanti elementi li troviamo come singoli atomi. Ovviamente gli elementi si combinano tra di loro anche in rapporti differenti. Ad esempio possiamo trovare l ossigeno come O 2 oppure come ozono nello stato O 3.

14 4.12 Le formule dei composti I composti contengono atomi o ioni di elementi diversi uniti in rapporti numerici costanti. Esistono due tipi di composti: Molecolari e Ionici. La formula di un composto molecolare descrive la composizione di una singola molecola. La formula di un composto ionico indica il rapporto numerico tra gli ioni, senza riportare le loro cariche.

15 4.12 Molti composti ionici contengono ioni poliatomici Molecole che acquistano o perdono elettroni possono formare ioni poliatomici negativi o positivi.

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