© Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas CAPITOLO 1.La carica elettricaLa carica elettrica 2.Le particelle subatomicheLe particelle subatomiche

© Paolo Pistarà© Istituto Italiano Edizioni Atlas

CAPITOLO

1. La carica elettrica

2. Le particelle subatomiche

3. Il modello atomico di Rutherford

Mappa concettuale: Atomo

4. Numero atomico e numero di massa

5. Isotopi

6. Massa degli atomi individuali

7. Massa atomica di un elemento

8. Massa molecolare

4

1

Indice


Sperimentalmente si può verificare che tra due corpi carichi elettricamente si esercitano forze di repulsione o di attrazione.

2

CAPITOLO 4. LA STRUTTURA DELL’ATOMO1

Due corpi che portano cariche dello stesso segno si respingono, mentre due corpi che portano cariche di segno opposto si attraggono.

La carica elettrica

Due cariche elettriche positive si respingono.

Due cariche elettriche negative si respingono.

Cariche elettriche opposte si attraggono.


Le particelle subatomiche più importanti per la chimica sono: gli elettroni, i protoni e i neutroni.

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2

Gli elettroni sono particelle con carica negativa.

Le particelle subatomiche

All’elettrone si assegna convenzionalmente carica 1.

Elettroni

Gli elettroni costituiscono i raggi catodici.Tubo catodico.

CAPITOLO 4. LA STRUTTURA DELL’ATOMO

© Paolo Pistarà© Istituto Italiano Edizioni Atlas 4

2

I protoni sono particelle la cui massa, determinata sperimentalmente, è:

Le particelle subatomiche

Ciascun protone ha una massa 1836 volte quella di un elettrone.

Protoni

La massa di un neutrone è circa uguale a quella di un protone:

1,675 1024 g

1,673 1024 g.


Per convenzione al protone si assegna carica + 1.

Neutroni

Il neutrone è una particella subatomica che non presenta carica elettrica (carica elettrica zero).


Ricostruzione schematica dell’esperienza di Rutherford.

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3 Il modello atomico di Rutherford

Per studiare la struttura dell’atomo, Rutherford bombardò una lamina di oro molto sottile con raggi .

La maggior parte delle particelle attraversa la lamina di oro senza subire deviazione.




Gli atomi sono costituiti, prevalentemente, da spazio vuoto.


I risultati sperimentali furono spiegati da Rutherford ipotizzando che la maggior parte della massa di un atomo è concentrata in una zona piccolissima, il nucleo, che presenta carica positiva. Gli elettroni ruotano attorno al nucleo, a una certa distanza.



Mappa concettuale: Atomo

ATOMO

NUCLEOZona piccolissima di un atomo dove

è concentrata tutta la massa.

ELETTRONIParticelle subatomiche con

carica negativa.

NEUTRONIParticelle nucleari senza

carica elettrica.

PROTONIParticelle nucleari

positive.



Il numero di protoni presenti nel nucleo di un atomo è detto numero atomico e si indica con Z.

8

4

Il carbonio con Z uguale a 6 ha sei protoni e, quindi, sei elettroni perché un atomo è elettricamente neutro.

6 C

Il numero atomico viene evidenziato in basso, a sinistra del simbolo dell’elemento:

Numero atomico e numero di massa



Il numero di massa corrisponde al numero totale di protoni e di neutroni contenuti nel nucleo di un atomo e si indica con A.

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Il numero di massa viene riportato in alto, a sinistra del simbolo dell’elemento.

Il carbonio con A uguale a 12 contiene 6 protoni e 6 neutroni.

4

12 C

Numero atomico e numero di massa



Per isotopi s’intendono gli atomi di uno stesso elemento che hanno numeri differenti di neutroni.

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Il rame, ad esempio, presenta due isotopi che possono essere così rappresentati:

oppure

5

Cu Cu (simboli nucleari)2929

63 65

rame-63 rame-65

Isotopi CAPITOLO 4. LA STRUTTURA DELL’ATOMO

numero di massa numero atomico = numero di neutroni


5

I tre isotopi dell’idrogeno differiscono per il numero di neutroni contenuti nel nucleo.

H1

1

+

(-)

Idrogeno-1.

H1

2

+

(-)

Idrogeno-2 (deuterio).

H1

3

+

(-)

Idrogeno-3 (trizio).

Isotopi CAPITOLO 4. LA STRUTTURA DELL’ATOMO


La massa di un singolo atomo, determinata con lo spettrometro di massa, indica quante volte la massa dell’atomo è maggiore (più pesante) rispetto all’unità di massa atomica.

12

6

L’unità di massa atomica (simbolo u) corrisponde a 1/12 della massa del carbonio-12.

Massa degli atomi individuali


Massa (g)Nome

1,673 x 10−24

1,675 x 10−24

9,109 x 10−28

Massa (u)

1,007276

1,008665

0,000549

Protone

Neutrone

Elettrone

Massa delle particelle subatomiche


6 Massa degli atomi individuali

Massa (u)Isotopo

1,0078

2,0141

3,0161

12,0000

13,0034

14,0031

15,0001

Abbondanza naturale

percentuale

99,985

0,015

Tracce

98,892

1,108

99,635

0,365

H

H

H

C

C

N

N

15,9949

16,9993

17,9992

22,9898

23,9850

24,9858

25,9864

99,759

0,037

0,204

100

78,7

10,2

11,1

O

O

O

Na

Mg

Mg

Mg

Massa (u)IsotopoAbbondanza

naturale percentuale

11

12

13

612

613

714

715

816

817

818

1123

1224

1225

1226

Massa atomica di alcuni isotopi e abbondanza percentuale.



La massa atomica (MA) di un elemento è la massa media degli isotopi di quell’elemento e si esprime in u.

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7 Massa atomica di un elemento

Cl17

35 75,77

10034,969 u = 26,496 u Cl17

37 24,23

10036,966 u = 8,957 u

massa atomica del cloro = 26,496 u + 8,957 u = 35,453 u.

Il cloro ha una massa atomica di 35,453 u.massa = 36,966 u

massa = 34,969 u



La massa molecolare (MM) di un composto è uguale alla somma delle masse di tutti gli atomi presenti nella sua formula.

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8 Massa molecolare

2 atomi di C = 2 12,01 = 24,02 u

Calcolo della massa molecolare del cloroetano, CH3CH2Cl:

5 atomi di H = 5 1,01 = 5,05 u

1 atomo di Cl = 1 35,45 = 35,45 u

massa molecolare 64,52 u

Modello molecolare del cloroetano


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