Chimica e laboratorio

L’atomo & le particelle

subatomicheClassi terze – Liceo Scientifico Tecnologico

Docente: Luciano CanuAnno Scolastico 2007/2008

L’atomo & le particelle

subatomicheClassi terze – Liceo Scientifico Tecnologico

Docente: Luciano CanuAnno Scolastico 2007/2008

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Prerequisiti*Prerequisiti*

* *

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ObiettiviObiettivi

Conoscere la teoria atomica di DaltonConoscere le caratteristiche principali delle cariche elettriche e dei fenomeni elettriciConoscere e dimostrare la natura elettrica della materia Conoscere e capire l’evoluzione (semplificata) nella conoscenza delle particelle subatomiche elettrone e protoneAcquisire i concetti di numero atomico, e numero di massa

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La natura elettrica della materiaLa natura elettrica della materiaGià dal VII secolo a.C., un particolare comportamento di alcuni materiali era stato notato

Una bacchetta d’ambra, quando strofinata in modo opportuno, poteva attirare capelli o peli d’animaliAnche altri materiali, come il vetro e la plastica, si comportano in modo analogo

Provate questo tipo di esperimento in classe con i

materiali a vostra disposizione

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ElettrizzareElettrizzare

L’ambra, in greco, si chiama électronIl fenomeno venne definito elettrizzareUn tale fenomeno rappresenta il modo più semplice con cui si manifesta una delle proprietà della materia

La sua natura elettrica

Altri fenomeni naturali sono una manifestazione di una tale proprietà

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Altri fenomeni elettriciAltri fenomeni elettrici

Una pila a secco rappresenta un sistema dove delle sostanze chimiche, reagendo producono della corrente elettricaLe nuvole, a causa dell’attrito, si caricano talmente che possono scaricarsi sulla terra producendo un fulmineAlcuni animali possiedono degli organi che, accumulando cariche elettriche, diventano sistemi di difesa e di attacco

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La conducibilitàLa conducibilità

Molte sostanze conducono la correnteI Sali fusiLe soluzioni di un sale nell’acquaI metalliAnche alcuni gas conducono la corrente

Nelle pile la materia che reagisce produce elettricità

Ma l’elettricità causa delle reazioni (elettrolisi) nella materia

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Una spiegazioneUna spiegazione

La spiegazione di tutti questi fenomeni si trova nel fatto che la materia deve contenere qualcosa responsabile del movimento di cariche elettriche

La materia contiene delle cariche elettriche mobili che trasportano la corrente

e-

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Cariche elettricheCariche elettriche

La carica elettrica era quindi il concetto le cui proprietà furono definite per descrivere i fenomeni elettrici conosciuti fino al momento

I corpi che vengono strofinati si caricano elettricamente ed hanno la capacità di attirare piccoli corpiCi sono due tipi di cariche elettriche che denominiamo negativa e positiva

• L’elettricità dell’ambra è positiva• L’elettricità del vetro è negativa

Cariche di segno uguale si respingono e cariche opposte si attraggonoLe cariche elettriche si spostano da un corpo ad un altro

+ -

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AtomoDove si trovano?Dove si trovano?

Le cariche elettriche sono parte della materia

A quale livello?

Gli atomi secondo Dalton eranoparticelle microscopiche indivisibili

Gli scienziati dimostrarono in seguito che l’atomo è composto da particelle più piccole

Alcune cariche negativamente (elettroni)Alcune cariche positivamente (protoni)

Elettroni e protoni dovevano essere in numero uguale poiché l’atomo è neutro

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L’elettroneL’elettrone

Le particelle subatomiche furono ipotizzate prima della loro scoperta

L’elettrone fu il primo scoperto effettivamentePerché?• La carica dell’elettrone lo rende

maggiormente “visibile” agli strumenti• In qualche modo l’elettrone è la particella

subatomica che si riesce ad estrarre dall’atomo con più facilità

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Le proprietàLe proprietàLe proprietà dell’elettrone furono ben scoperte

È una particella piccolissima e leggera: 9,11x10-31 KgRappresenta la più piccola carica elettrica conosciuta a cui si da valore -1Il simbolo dell’elettrone è e-

Gli elettroni furono scoperti nei raggi catodici prodotti nel tubo di Crookes, l’antenato del televisore

- +

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Il ProtoneIl ProtoneI protoni furono scoperti successivamente poiché l’atomo è neutro

Quindi insieme agli elettroni ci devono essere anche particelle positive in egual numeroLa massa di un protone è 1,67x10-27 Kg

• Circa 1836 volte maggiore di un elettrone

La carica è contraria ma della stessa entità• Attribuiamo valore convenzionale +1

Il simbolo del protone è pIl problema più grosso fu di determinare come queste due particelle formavano l’atomo

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Il neutroneIl neutroneL’ultima particella scoperta fu il neutrone poiché

Era privo di carica e quindi meno rilevabile dagli strumenti

Mancava però qualcosa nel calcolo della massa dell’atomo

La sua massa è molto simile a quella del protone 1,67x10-27 KgNon ha carica elettricaIl suo simbolo è n

n

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atomo

La struttura dell’atomoLa struttura dell’atomo

Contemporaneamente alla scoperta delle particelle subatomiche ci furono esperimenti per scoprire in che modo l’atomo era strutturato

Nucleo• Molto piccolo ma pesantissimo• Contiene i protoni e i neutroni• È carico positivamente

Spazio vuoto intorno al nucleo (perinucleo)

• È occupato dagli elettroni che si muovono• Gli elettroni sono posizionati in strati o

gusci

nucleo

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Numero atomicoNumero atomicoPer definire un certo tipo di atomo è necessario conoscere

Quanti protoni (e quindi elettroni) possiede

Questo numero si chiama numero atomicoIl suo simbolo è ZZ si indica in basso a sinistra del simbolo dell’elemento 6C; 8O; 1H

Il numero atomico è la carta d’identità di un atomo

Verificalo con la tavola periodica

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Numero di massaNumero di massaÈ la quantità di particelle nel nucleo di un atomo

È la somma di protoni e neutroniSono tutte le particelle più pesanti dell’atomoIl simbolo è AA si indica in alto a sinistra del simbolo dell’elemento 12C; 16O; 23N

Eseguendo il calcolo A-Z si ottiene il numero dei neutroni presenti nel nucleo di un elementoRisolvi qualche esercizio

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EserciziEsercizi

Calcolare il numero di neutroni presenti nei seguenti elementin = 23-7 = 16 neutroni

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