Diametro del nucleo: m. Diametro dell atomo: m

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3 Diametro del nucleo: m Diametro dell atomo: m

4 The nuclear atom Thomson (Premio Nobel per la Fisica nel 1907) scopre l elettrone nel 1897 Rutherford (Premio Nobel per la Chimica nel 1908) scopre il protone nel 1919 Chadwick (Premio Nobel per la Fisica nel 1935) scopre il neutrone nel 1932

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6 In un atomo neutro il numero dei protoni è uguale al numero degli elettroni Il numero atomico (Z) è uguale al numero dei protoni presenti nel nucleo Il numero di massa (A) è uguale alla somma del numero dei protoni e dei neutroni Il numero di neutroni (N) è uguale a A Z Due o più atomi con lo stesso numero atomico ma differente numero di massa si dicono isotopi protoni+neutroni (numero di massa) protoni (numero atomico) A Z X simbolo dell'elemento 12 6 C 13 6 C

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9 Esercizio Quali dei seguenti atomi rappresenta un atomo di Na? E uno ione Ca 2+? E uno ione F?

10 Un atomo che ha perso o acquistato un elettrone viene detto ione ed ha una carica elettrica Quando un atomo si trasforma in uno ione il numero dei protoni resta costante, mentre diminuisce (ione positivo o catione) o aumenta (ione negativo o anione) quello degli elettroni 23 Na Cl - Ione positivo (catione) Ione negativo (anione)

11 Esercizio Completare la tabella [suggerimento: non tutte le righe possono essere completate]. Nome Simbolo n protoni n elettroni n neutroni Numero di massa Sodio 23 Na Silicio K 20 Ne

12 La percentuale presente in natura dei diversi isotopi di un atomo si dice abbondanza percentuale naturale e si determina con uno strumento chiamato spettrometro di massa 12 6 C=98.89% 13 6 C=1.11%

13 Approfondimento Nello spettrometro di massa un atomo viene trasformato attraverso collisioni con un gas o con degli elettroni in ioni positivi (in questo Hg diventa Hg + ) Attraverso dei campi elettrici e magnetici gli ioni vengono separati e indirizzati su un rivelatore (per es., una lastra fotografica) In questo modo è possibile stabilire quali isotopi naturali esistono e, dall intensità relativa sulla lastra, che dipende dal numero degli ioni Hg + ) qual è la loro abbondanza relativa 196 Hg (0.146%) 198 Hg (10.02%) 199 Hg (16.84%) 200 Hg (23.13%) 201 Hg (13.22%) 202 Hg (29.80%) 204 Hg (6.85%)

14 Non è possibile determinare la massa di un singolo atomo semplicemente sommando la massa delle sue particelle fondamentali La scala delle masse atomiche è una scala di masse atomiche relative (o pesi atomici relativi) All isotopo di carbonio con numero di massa 12 ( 12 C) è stata assegnata per convenzione la massa atomica L unità di massa atomica (u.m.a. o u o Dalton) è esattamente 1/12 della massa dell isotopo di carbonio 12 C C=98.89% C= u C=1.11% C= u Massa atomica (media) del carbonio naturale = (98.89/100) u + (1.11/100) u = u

15 Esercizi I due isotopi naturali del litio, 6 Li e 7 Li, hanno masse di u e u. Quale di questi due isotopi è il più abbondante? I due isotopi naturali del boro, 10 B e 11 B, hanno masse di u e u. Quale di questi due isotopi è il più abbondante? Le masse e le abbondanze naturali dei tre isotopi del silicio sono: 28 Si ( u, 92.22%); 29 Si ( u, 4.69%); 30 Si ( u, 3.09%). Calcolare la massa atomica media del silicio. Il bromo ha due isotopi naturali. Il 79 Br ha massa pari a u e abbondanza naturale dello 50.69%. Qual è la massa e l abbondanza naturale dell altro isotopo, il 81 Br?

16 Approfondimento Nella formazione dei nuclei vi è un difetto di massa, cioè la massa sperimentale è inferiore rispetto alla somma delle masse di protoni e neutroni La massa perduta (m) è proporzionale all energia liberata (E) secondo l equazione E = mc 2 Per esempio, la massa del nucleo di He è inferiore di u rispetto alla somma delle masse di due protoni e due neutroni L energia equivalente a tale massa secondo la reazione di Einstein, E = mc 2, è quella che tiene assieme le particelle del nucleo (energia di legame nucleare)

17 Particella o nuclide Massa (u) e (elettrone) n (neutrone) p (protone) Alla massa di un atomo contribuiscono essenzialmente i protoni e i neutroni

18 Esercizio Determinare la massa molecolare (in u) dell anidride solforosa (SO 3 ), del glucosio (C 6 H 12 O 6 ) e del carbonato di sodio (Na 2 CO 3 )

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