“Siamo chimici, cioè cacciatori” scrive Primo Levi ne Il sistema periodico. Da cacciatori, dunque, facciamo la cosa che ci riesce meglio: cacciare la materia, spiarne le proprietà, scoprire nuovi composti, nuove sostanze, nuovi metodi di preparazione. Siamo – non per nulla – gli eredi degli antichi alchimisti, quelli che tentavano di creare la pietra filosofale per tramutare qualsiasi sostanza in oro, quelli che utilizzavano la magia degli elementi cercando di trarne beneficio.
Tratto da:
http://www.eravolgare.net/?p=146
sabato 28 marzo 2009
Julius Lothar Meyer
Julius Lothar Meyer (Varel, 19 agosto 1830 – Tübingen, 11 aprile 1895) è stato un chimico tedesco di grande importanza. Fu contemporaneo di Dmitri Mendeleev, ad egli avversario nello stilare la prima tavola periodica degli elementi chimici. Meyer si laureò in medicina a Zurigo, Svizzera, quindi studiò ed insegnò in diverse università tedesche. Il suo primo interesse fu la fisiologia della respirazione, e nel 1857 scoprì che l'ossigeno si lega all'emoglobina nel sangue.
Nel 1864, Meyer pubblicò una prima versione della tavola periodica, contenente 28 elementi classificati per la prima volta in 6 famiglie secondo la valenza.
Mendeleev pubblicò nel 1869 la sua tavola periodica di tutti gli elementi allora conosciuti (e predisse numerosi nuovi elementi a completamento della tavola, più alcuni pesi atomici corretti). Lavorando del tutto indipendentemente, pochi mesi dopo, Meyer pubblicò una revisione ampliata della sua versione della tavola del 1864, praticamente identica a quella pubblicata da Mendeleev, e dimostrò la periodicità degli elementi in funzione del peso atomico. Molti chimici eramo dubbiosi circa la legge della periodicità di Mendeleev, ma il lavoro di Meyer fornì un supporto significativo, in modo particolare quando vennero scoperti i nuovi elementi ipotizzati dai due chimici.
Nel 1864, Meyer pubblicò una prima versione della tavola periodica, contenente 28 elementi classificati per la prima volta in 6 famiglie secondo la valenza.
Mendeleev pubblicò nel 1869 la sua tavola periodica di tutti gli elementi allora conosciuti (e predisse numerosi nuovi elementi a completamento della tavola, più alcuni pesi atomici corretti). Lavorando del tutto indipendentemente, pochi mesi dopo, Meyer pubblicò una revisione ampliata della sua versione della tavola del 1864, praticamente identica a quella pubblicata da Mendeleev, e dimostrò la periodicità degli elementi in funzione del peso atomico. Molti chimici eramo dubbiosi circa la legge della periodicità di Mendeleev, ma il lavoro di Meyer fornì un supporto significativo, in modo particolare quando vennero scoperti i nuovi elementi ipotizzati dai due chimici.
I composti chimici.
Un composto chimico è una sostanza formata da due o più elementi, con un rapporto fisso tra di loro che ne determina la composizione. Per esempio l'acqua è un composto chimico formato da idrogeno e ossigeno in rapporto di due a uno.
Ogni composto chimico ha come caratteristica fondamentale una formula chimica, che descrive il rapporto del numero degli atomi nell'unità minima della sostanza, ad esempio la formula chimica dell'acqua è indicata con H2O, dove H indica L'idrogeno e O l'ossigeno, il 2 indica il numero di atomi di idrogeno rispetto a uno di ossigeno.
Tutti i composti chimici si disgregano in composti chimici più semplici od in singoli atomi se vengono riscaldati ad una temperatura sufficientemente alta. Questa viene chiamata temperatura di disgregazione.
Parzialmente preso da Wikipedia.
Ogni composto chimico ha come caratteristica fondamentale una formula chimica, che descrive il rapporto del numero degli atomi nell'unità minima della sostanza, ad esempio la formula chimica dell'acqua è indicata con H2O, dove H indica L'idrogeno e O l'ossigeno, il 2 indica il numero di atomi di idrogeno rispetto a uno di ossigeno.
Tutti i composti chimici si disgregano in composti chimici più semplici od in singoli atomi se vengono riscaldati ad una temperatura sufficientemente alta. Questa viene chiamata temperatura di disgregazione.
Parzialmente preso da Wikipedia.
Principio di indeterminazione di Heisenberg
Nel 1927 il fisico tedesco Werner Heisenberg scoprì che la natura delle leggi della Meccanica poneva grossi limiti al nostro grado di conoscenza di un sistema atomico. Heisenberg affermò che a un certo livello la velocità e la posizione sarebbero dovute rimanere sempre indefinite. Tale limitazione prese il nome di Principio di Indeterminazione. Questo principio afferma che maggiore è l’accuratezza nel determinare la posizione di un particella, minore è la precisione con la quale si può accertarne la velocità e viceversa.
Si può notare che l'indeterminazione può essere di due tipi.
Si ha l'indeterminazione dal punto di vista sperimentale e teorico.
Per quanto concerne la prima, si può prendere in considerazione la misurazione della posizione di un oggetto microscopico che come un elettrone occorre ricoprirlo con un raggio di luce o qualcosa che risulta avere le medesime dimensioni dell'elettrone. Questo comporta che l'elettrone risulti perturbato da questa interazione che ne modifica la velocità.
La stessa cosa, ma in situazioni opposte, avviene nel caso in cui si voglia conoscere la velocità di un elettrone. Secondo Heisenberg l’effetto dell’interazione tra il raggio di luce e la particella considerata può anche essere reso uguale a zero, in tal caso però non si compie alcuna misurazione e non si acquista alcuna conoscenza sulle proprietà del sistema osservato. Se l’interazione è invece diversa da zero, non può essere resa piccola e non è quindi neppure eliminabile, ma deve avere la costante di Planck come valore minimo. Questo perché ogni interazione fisica tra strumento misuratore e microoggetto misurato implica sempre uno scambio di energia per un certo intervallo di tempo.
L'indeterminazione dal punto di vista teorico.
Come specificato precedentemente il fatto che non si riesca a misurare contemporaneamente la velocità e la posizione di una particella non è dovuto soltanto a restrizioni di ordine pratico, ma è un limite obiettivo della natura.
In altri termini la particella allo "stato naturale" non ha oggettivamente una velocità e una posizione.
Si può notare che l'indeterminazione può essere di due tipi.
Si ha l'indeterminazione dal punto di vista sperimentale e teorico.
Per quanto concerne la prima, si può prendere in considerazione la misurazione della posizione di un oggetto microscopico che come un elettrone occorre ricoprirlo con un raggio di luce o qualcosa che risulta avere le medesime dimensioni dell'elettrone. Questo comporta che l'elettrone risulti perturbato da questa interazione che ne modifica la velocità.
La stessa cosa, ma in situazioni opposte, avviene nel caso in cui si voglia conoscere la velocità di un elettrone. Secondo Heisenberg l’effetto dell’interazione tra il raggio di luce e la particella considerata può anche essere reso uguale a zero, in tal caso però non si compie alcuna misurazione e non si acquista alcuna conoscenza sulle proprietà del sistema osservato. Se l’interazione è invece diversa da zero, non può essere resa piccola e non è quindi neppure eliminabile, ma deve avere la costante di Planck come valore minimo. Questo perché ogni interazione fisica tra strumento misuratore e microoggetto misurato implica sempre uno scambio di energia per un certo intervallo di tempo.
L'indeterminazione dal punto di vista teorico.
Come specificato precedentemente il fatto che non si riesca a misurare contemporaneamente la velocità e la posizione di una particella non è dovuto soltanto a restrizioni di ordine pratico, ma è un limite obiettivo della natura.
In altri termini la particella allo "stato naturale" non ha oggettivamente una velocità e una posizione.
Ordine di riempimento degli orbitali
Atomi di differenti elementi presentano caratteristiche chimiche diverse in virtù del fatto che sono formati da un diverso numero di protoni e quindi di elettroni. Ma come sono distribuiti gli elettroni intorno al nucleo? Il principio fondamentale da rispettare per poter rispondere a questa domanda è che gli elettroni si posizionano riempiendo l'orbitale meno energetico per poi
andare a occupare gli orbitali ad energia via via più elevata. L’ordinata distribuzione degli elettroni attorno al nucleo di un dato atomo prende il nome di configurazione elettronica dello stesso.
Pertanto è possibile costruire ogni atomo nel suo stato fondamentale aggiungendo semplicemente sugli orbitali atomici, a cominciare da quello con minore energia, un numero di elettroni uguale al numero atomico dell’elemento. Nell’eseguire questa costruzione bisogna però osservare le seguenti regole:
andare a occupare gli orbitali ad energia via via più elevata. L’ordinata distribuzione degli elettroni attorno al nucleo di un dato atomo prende il nome di configurazione elettronica dello stesso.
Pertanto è possibile costruire ogni atomo nel suo stato fondamentale aggiungendo semplicemente sugli orbitali atomici, a cominciare da quello con minore energia, un numero di elettroni uguale al numero atomico dell’elemento. Nell’eseguire questa costruzione bisogna però osservare le seguenti regole:
- L’ordine di riempimento degli orbitali atomici deve avvenire per energia crescente secondo la seguente successione: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s,…
- Due elettroni dello stesso atomo non possono essere caratterizzati dalla stessa quaterna di numeri quantici (Principio di esclusione di Pauli). Quindi, in base a questo principio, ciascun orbitale atomico può essere vuoto, oppure un solo elettrone, oppure può al massimo ospitare due elettroni con spin opposti.L’immediata conseguenza del principio di esclusione di Pauli è che:- gli orbitali atomici di tipo s possono al massimo ospitare due elettroni; gli orbitali atomici di tipo p possono al massimo ospitare sei elettroni (due per ciascun orbitale);- gli orbitali atomici di tipo d possono ospitare al massimo dieci elettroni;- gli orbitali atomici di tipo f possono ospitare al massimo quattordici elettroni.
Simone, Paolino e Andrea
Il modello atomico a strati
Modello atomico a strati di Rutherford.
Rutherford attorno al 1911 pose una lamina d’oro in una camera a nebbia contenente il polonio, elemento radioattivo che decadendo libera particelle. Si accorse che alcune delle particelle emesse dal polonio deviavano il loro percorso solo grazie ad un ampliamento dello schermo, da qui realizzò il suo nuovo modello di atomo che superò quello precedente di Thompson, infatti, realizzò che le particelle che deviavano il loro percorso erano poche proprio perché erano poche quelle particelle che incontravano nel tragitto una carica positiva, di conseguenza pensò che la carica positiva fosse addensata completamente nel nucleo dell’atomo stesso, mentre considerò il resto dell’atomo vuoto, nel quale alloggiavano gli elettroni che avendo carica negativa ruotavano intorno al nucleo. Ruttherfor commise un errore proprio qui, infatti quest’ultima affermazione venne negata più avanti dal danese N. Bohr; è comunque rimasto invariato al modello di atomo più recente il fatto che ci sia un nucleo di carica positiva. Bohr era riuscito a rendere conto sul piano teorico di quella stabilità degli atomi che il modello di Rutherford non forniva; in più spiegava anche la costanza degli spettri emessi dalle varie sostanze, cioè dai vari " edifici atomici ". Nello spettro si trovano tutte le frequenze consentite per i vari tipi di atomi, perché in ogni atomo gli elettroni si trovano a certi livelli energetici tipici e consentiti per ogni elemento.La sua teoria fu un'importante combinazione dei principi della fisica classica con ipotesi che contrastavano con essa e che derivavano come generalizzazione dalle ipotesi di Planck e di Einstein. Il modello atomico "quantizzato" da Bohr non spiegava tuttavia la diversa intensità delle righe spettrali caratteristiche degli elementi e il loro stato di polarizzazione; si limitava al calcolo delle frequenze delle righe spettrali. Ecco allora il principio di corrispondenza enunciato da Bohr sulla base di una constatazione: se si calcola la frequenza emessa da un salto d'orbita minimo, è indifferente servirsi dei metodi classici o di quelli quantistici; il risultato è sempre lo stesso. Esperienza e calcolo collimano quando cioè si scelgano condizioni limite. Si poteva quindi formulare l'ipotesi che l'intensità e lo stato di polarizzazione di una riga corrispondano all’intensità ed allo stato di polarizzazione della riga corrispondente, che verrebbe emessa dal sistema secondo la teoria classica. Bohr osservò che un elettrone che ruota intorno ad un nucleo deve rispettare certe particolari condizioni dinamiche ed energetiche; questi limiti si possono riassumere in due teoremi:
- un elettrone può descrivere intorno al nucleo solo una successione discreta di orbite, nel senso che non tutte le orbite sono permesse (quantizzazione delle orbite) ;
-quando un elettrone percorre una data orbita in contrasto con le leggi dell’elettromagnetismo non irradia energia. Solo a seguito di una transizione da un orbita ad un’altra si ha una variazione del contenuto energetico dell’atomo (quantizzazione dell’energia).
Secondo Bohr la quantizzazione delle orbite e quindi dell’energia possono essere espresse mediante la relazione:
- non giustificava il mancato irraggiamento degli elettroni costretti a ruotare intorno solo ad alcune orbite;
- non dava alcuna informazione sull’intensità delle righe degli idrogenoidi (oltre all’idrogeno sono atomi degli elementi leggeri ionizzati in modo da aver perduto tutti gli elettroni eccetto uno)
- difficoltà nell’estendere il modello ai sistemi formati da più di un elettrone;
- non c’era alcun criterio razionale per ripartire gli elettroni nelle loro orbite.
Rutherford attorno al 1911 pose una lamina d’oro in una camera a nebbia contenente il polonio, elemento radioattivo che decadendo libera particelle. Si accorse che alcune delle particelle emesse dal polonio deviavano il loro percorso solo grazie ad un ampliamento dello schermo, da qui realizzò il suo nuovo modello di atomo che superò quello precedente di Thompson, infatti, realizzò che le particelle che deviavano il loro percorso erano poche proprio perché erano poche quelle particelle che incontravano nel tragitto una carica positiva, di conseguenza pensò che la carica positiva fosse addensata completamente nel nucleo dell’atomo stesso, mentre considerò il resto dell’atomo vuoto, nel quale alloggiavano gli elettroni che avendo carica negativa ruotavano intorno al nucleo. Ruttherfor commise un errore proprio qui, infatti quest’ultima affermazione venne negata più avanti dal danese N. Bohr; è comunque rimasto invariato al modello di atomo più recente il fatto che ci sia un nucleo di carica positiva. Bohr era riuscito a rendere conto sul piano teorico di quella stabilità degli atomi che il modello di Rutherford non forniva; in più spiegava anche la costanza degli spettri emessi dalle varie sostanze, cioè dai vari " edifici atomici ". Nello spettro si trovano tutte le frequenze consentite per i vari tipi di atomi, perché in ogni atomo gli elettroni si trovano a certi livelli energetici tipici e consentiti per ogni elemento.La sua teoria fu un'importante combinazione dei principi della fisica classica con ipotesi che contrastavano con essa e che derivavano come generalizzazione dalle ipotesi di Planck e di Einstein. Il modello atomico "quantizzato" da Bohr non spiegava tuttavia la diversa intensità delle righe spettrali caratteristiche degli elementi e il loro stato di polarizzazione; si limitava al calcolo delle frequenze delle righe spettrali. Ecco allora il principio di corrispondenza enunciato da Bohr sulla base di una constatazione: se si calcola la frequenza emessa da un salto d'orbita minimo, è indifferente servirsi dei metodi classici o di quelli quantistici; il risultato è sempre lo stesso. Esperienza e calcolo collimano quando cioè si scelgano condizioni limite. Si poteva quindi formulare l'ipotesi che l'intensità e lo stato di polarizzazione di una riga corrispondano all’intensità ed allo stato di polarizzazione della riga corrispondente, che verrebbe emessa dal sistema secondo la teoria classica. Bohr osservò che un elettrone che ruota intorno ad un nucleo deve rispettare certe particolari condizioni dinamiche ed energetiche; questi limiti si possono riassumere in due teoremi:
- un elettrone può descrivere intorno al nucleo solo una successione discreta di orbite, nel senso che non tutte le orbite sono permesse (quantizzazione delle orbite) ;
-quando un elettrone percorre una data orbita in contrasto con le leggi dell’elettromagnetismo non irradia energia. Solo a seguito di una transizione da un orbita ad un’altra si ha una variazione del contenuto energetico dell’atomo (quantizzazione dell’energia).
Secondo Bohr la quantizzazione delle orbite e quindi dell’energia possono essere espresse mediante la relazione:
- non giustificava il mancato irraggiamento degli elettroni costretti a ruotare intorno solo ad alcune orbite;
- non dava alcuna informazione sull’intensità delle righe degli idrogenoidi (oltre all’idrogeno sono atomi degli elementi leggeri ionizzati in modo da aver perduto tutti gli elettroni eccetto uno)
- difficoltà nell’estendere il modello ai sistemi formati da più di un elettrone;
- non c’era alcun criterio razionale per ripartire gli elettroni nelle loro orbite.
Gli ioni
Chimicamente un atomo o una molecola con carica elettrica vengono detti ioni.Quando cedono o acquistano uno o più elettroni questo processo è detto ionizzazione;quando sono totalmente ionizzati diventano particelle cariche,per effettuare questo processo solitamente si utilizza un'alta percentuale di energia in forma potenziale.
Gli ioni caricati negativamente sono detti anioni e quelli con carica positiva cationi, i primi sono attratti dagli anoidi e i secondi dai catodi.Gli ioni possono essere monovalenti,bivalenti o trivalenti a seconda della ripetizione(+ o -).
Gli scambi di ioni avvengono per legami chimici o di temperatura con un grande sfruttamento di energia,questa è detta energia di ionizzazione.L'energia di ionizzazione decresce da destra verso sinistra nella tavola periodica;gli elettroni degli atomi più piccoli sono attratti dal nucleo,dunque l'energia di ionizzazione è maggiore;negli atomi più grandi invece ,che sono meno trattenuti dal nucleo,l'energia richiesta per la ionizzazione è minore.La prima energia di ionizzazione rimuove un elettrone,la seconda due,la terza tre e così via,per questo gli ioni tendono a formarsi in determinati modi
Gli ioni caricati negativamente sono detti anioni e quelli con carica positiva cationi, i primi sono attratti dagli anoidi e i secondi dai catodi.Gli ioni possono essere monovalenti,bivalenti o trivalenti a seconda della ripetizione(+ o -).
Gli scambi di ioni avvengono per legami chimici o di temperatura con un grande sfruttamento di energia,questa è detta energia di ionizzazione.L'energia di ionizzazione decresce da destra verso sinistra nella tavola periodica;gli elettroni degli atomi più piccoli sono attratti dal nucleo,dunque l'energia di ionizzazione è maggiore;negli atomi più grandi invece ,che sono meno trattenuti dal nucleo,l'energia richiesta per la ionizzazione è minore.La prima energia di ionizzazione rimuove un elettrone,la seconda due,la terza tre e così via,per questo gli ioni tendono a formarsi in determinati modi
Atomo
ATOMO
L'atomo è la più piccola porzione di un elemento chimico che conservi le proprietà dell’elemento stesso. La parola "atomo"(dal greco ἄτομος - àtomos -, indivisibile, unione di ἄ - a - [alfa privativo] + τομῆ tomê - [divisione], fu introdotta dal filosofo greco Leucippo per definire le entità elementari, indistruttibili e indivisibili, di cui egli riteneva che fosse costituita la materia. Alla fine dell'ottocento fu dimostrato che l'atomo poteva essere diviso e a sua volta composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine "subatomiche"). L'atomo è formato da un nucleo carico positivamente e da un certo numero di elettroni, carichi negativamente, che gli ruotano attorno senza un'orbita precisa,nei cosiddetti "gusci elettronici". Il nucleo è composto da protoni, che sono particelle cariche positivamente e da neutroni, che sono particelle prive di carica: protoni e neutroni sono detti nucleoni. Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo:
Numero di massa (A): la somma del numero di neutroni e protoni nel nucleo
Numero atomico (Z): il numero dei protoni nel nucleo, che corrisponde al numero di elettroni esterni ad esso. Normalmente, il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo. Essendo dette cariche di valore uguale (a parte il segno), un atomo è normalmente elettricamente neutro. Per questo motivo la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi con un numero di elettroni diverso dal numero atomico: si parla in questo caso di ioni. Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche. Tutti gli atomi con lo stesso numero atomico appartengono allo stesso elemento. Gli atomi presenti in natura sono 92 e sono elencati nella tavola periodica degli elementi, sulla sinistra di questa tavola sono elencati i metalli che hanno la proprietà di perdere gli elettroni per poi diventare ioni positivi. Gli atomi sulla destra, invece, sono detti non metalli ed hanno la proprietà di acquistare elettroni, cioè di diventare ioni negativi.
L'atomo è la più piccola porzione di un elemento chimico che conservi le proprietà dell’elemento stesso. La parola "atomo"(dal greco ἄτομος - àtomos -, indivisibile, unione di ἄ - a - [alfa privativo] + τομῆ tomê - [divisione], fu introdotta dal filosofo greco Leucippo per definire le entità elementari, indistruttibili e indivisibili, di cui egli riteneva che fosse costituita la materia. Alla fine dell'ottocento fu dimostrato che l'atomo poteva essere diviso e a sua volta composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine "subatomiche"). L'atomo è formato da un nucleo carico positivamente e da un certo numero di elettroni, carichi negativamente, che gli ruotano attorno senza un'orbita precisa,nei cosiddetti "gusci elettronici". Il nucleo è composto da protoni, che sono particelle cariche positivamente e da neutroni, che sono particelle prive di carica: protoni e neutroni sono detti nucleoni. Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo:Numero di massa (A): la somma del numero di neutroni e protoni nel nucleo
Numero atomico (Z): il numero dei protoni nel nucleo, che corrisponde al numero di elettroni esterni ad esso. Normalmente, il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo. Essendo dette cariche di valore uguale (a parte il segno), un atomo è normalmente elettricamente neutro. Per questo motivo la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi con un numero di elettroni diverso dal numero atomico: si parla in questo caso di ioni. Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche. Tutti gli atomi con lo stesso numero atomico appartengono allo stesso elemento. Gli atomi presenti in natura sono 92 e sono elencati nella tavola periodica degli elementi, sulla sinistra di questa tavola sono elencati i metalli che hanno la proprietà di perdere gli elettroni per poi diventare ioni positivi. Gli atomi sulla destra, invece, sono detti non metalli ed hanno la proprietà di acquistare elettroni, cioè di diventare ioni negativi.
Tavola periodica degli elementi internet
Un inglese, Wellington Grey, si è preso la briga di classificare il web usando uno schema familiare: la tavola degli elementi. La classificazione di Wellingtong è piuttosto divertente.
Al posto di gas, metalli, non metalli nelle colonne abbiamo un raggruppamento per motori di ricerca, internet tool, aggregatori, sistemi di produttività. Al posto dell’originale H (idrogeno) c’è l’elemento Y!, al posto dell’Elio (He) c’è Wikipedia, al posto del Litio (Li) c’è Google e via così. Ogni casella ha la sigla, la URL e il ranking (sarà di pagine viste?) per facili riferimenti tra i siti.
Difficilmente riuscirà a catalogare le basi di Internet come la tavola periodica degli elementi è riuscita a catalogare le basi della materia ma provarci è giusto.
http://www.wellingtongrey.net/miscellanea/archive/2007-06-23--periodic-table-of-the-internet.html
Al posto di gas, metalli, non metalli nelle colonne abbiamo un raggruppamento per motori di ricerca, internet tool, aggregatori, sistemi di produttività. Al posto dell’originale H (idrogeno) c’è l’elemento Y!, al posto dell’Elio (He) c’è Wikipedia, al posto del Litio (Li) c’è Google e via così. Ogni casella ha la sigla, la URL e il ranking (sarà di pagine viste?) per facili riferimenti tra i siti.
Difficilmente riuscirà a catalogare le basi di Internet come la tavola periodica degli elementi è riuscita a catalogare le basi della materia ma provarci è giusto.
http://www.wellingtongrey.net/miscellanea/archive/2007-06-23--periodic-table-of-the-internet.html
...Numero di Massa e Isotopo.
Il numero di massa evidenziato con la lettera "A" è pari alla somma delle masse di tutti i protoni e neutroni presenti in un atomo, quindi il numero di massa è pari al numero di nucleoni (protoni e neutroni).
Per specificare il numero di massa lo si scrive in alto a sinistra,
I nuclidi diversi con lo stesso numero di massa vengono detti "Isobari".
Gli Isobari presentano lo stesso numero di massa ma diverso numero atomico. Due nuclei differenti avranno le stesse proprietà fisiche ma diverso comportamento chimico.
La materia che ci circonda è costituita da atomi, che a loro volta sono costituiti da un nucleo ancora più piccolo.
L'isotopo è un atomo dello stesso elemento chimico con stesso NUMERO ATOMICO, ma con maggiore MASSA.
La differenza dei numeri di massa è dovuta a un diverso numero di neutroni presenti nel nucleo.
Se due nuclei indifferenti contengono lo stesso numero di protoni, ma un numero differente di Neutroni essi avranno lo stesso comportamento chimico, ma due comportamenti fisici differenti poichè uno è più pesante dell'altro.
Possono essere naturali o artificiali, stabili (idrogeno) o instabili, detti anche radioattivi.
Per specificare il numero di massa lo si scrive in alto a sinistra,
I nuclidi diversi con lo stesso numero di massa vengono detti "Isobari".
Gli Isobari presentano lo stesso numero di massa ma diverso numero atomico. Due nuclei differenti avranno le stesse proprietà fisiche ma diverso comportamento chimico.
La materia che ci circonda è costituita da atomi, che a loro volta sono costituiti da un nucleo ancora più piccolo.
L'isotopo è un atomo dello stesso elemento chimico con stesso NUMERO ATOMICO, ma con maggiore MASSA.
La differenza dei numeri di massa è dovuta a un diverso numero di neutroni presenti nel nucleo.
Se due nuclei indifferenti contengono lo stesso numero di protoni, ma un numero differente di Neutroni essi avranno lo stesso comportamento chimico, ma due comportamenti fisici differenti poichè uno è più pesante dell'altro.
Possono essere naturali o artificiali, stabili (idrogeno) o instabili, detti anche radioattivi.
venerdì 27 marzo 2009
Thomson - La scoperta dell'elettrone
100 anni fa, il fisico inglese J.J.Thomson si avventurò nelle parti interiori dell'atomo.
Al laboratorio di Cavendish, nell'università, Thomson sperimentava con le correnti di elettricità dentro tubi di vetro vuoti. Stava investigando riguardo un mistero conosciuto come "raggi catodici". I suoi esperimenti lo hanno portato a dichiarare che questi raggi misteriosi sono parti di particelle molto più piccole degli atomi, di cui le particelle stesse sono minuscole parti di atomi. Lui ha chiamato queste particelle "corpuscoli" e ha proposto che potrebbero chiarire tutto ciò che riguarda gli atomi. Era sorprendente immaginare una particella che risiedeva dentro l'atomo, considerato da molte persone indivisibile.
Finora Thomson pensava che i raggi catodici erano materiale costituente di atomi e il suo pensiero si è rivelato corretto. Questi raggi sono fatti di elettroni: particelle veramente piccole, caricate negativamente che sono infatti parti fondamentali di ogni atomo.
Al laboratorio di Cavendish, nell'università, Thomson sperimentava con le correnti di elettricità dentro tubi di vetro vuoti. Stava investigando riguardo un mistero conosciuto come "raggi catodici". I suoi esperimenti lo hanno portato a dichiarare che questi raggi misteriosi sono parti di particelle molto più piccole degli atomi, di cui le particelle stesse sono minuscole parti di atomi. Lui ha chiamato queste particelle "corpuscoli" e ha proposto che potrebbero chiarire tutto ciò che riguarda gli atomi. Era sorprendente immaginare una particella che risiedeva dentro l'atomo, considerato da molte persone indivisibile.
Finora Thomson pensava che i raggi catodici erano materiale costituente di atomi e il suo pensiero si è rivelato corretto. Questi raggi sono fatti di elettroni: particelle veramente piccole, caricate negativamente che sono infatti parti fondamentali di ogni atomo.
giovedì 26 marzo 2009
neutroni
In fisica, il neutrone è una particella subatomica senza carica elettrica. I nuclei atomici degli elementi sono composti da protoni eneutroni. Al di fuori del nucleo, i neutroni sono instabili hanno un emivita di circa 15 minuti. La caratteristica fondametale dei neutroni rispetto alle altre particelle, è l'assenza di carica elettrica. Il neutrone è un androne (ossia risente della forza nucleare forte) formato da due quark up e un quark down. Il neutrone fu scoperto nel 1932 dall'inglese J. Chadwick. Nel nucleo di un atomo , neutroni e protoni si possono trasformare gli uni negli altri. La probabilità che il neutrone decada in un protone o viceversa dipende dalla struttura dei singoli atomi. Alcuni nuclei atomici radioattivi espellono neutroni molto pericolosi dal punto di vista biologico. Infatti i neutroni essendo privi di carica elettrica possono penetrare la materia abbastanza facilmente e alterare o rompere legami chimici e, se posseggono sufficiente energia, essere assorbiti dai nuclei della materia che attraversano, rendendoli a loro volta instabili e dunque radioattivi. comunemente il neutrone viene abbreviato con n e protoni e neutroni sono detti nucleoni.
Tavola Periodica
La tavola periodica degli elementi è la tavola in cui gli elementi sono ordinati secondo il numero atomico crescente.
Oggi si conoscono 109 elementi: 91 di questi sono naturali e 18 sono stati ottenuti artificialmente.
La tavola periodica degli elementi è uno strumento particolarmente utile. Essa suddivide gli elementi in periodi cioè linee orizzontali che comprendono un ciclo completo di variazioni nel comportamento chimico (cioè in base al numero di idrogeni con i quali ciascun elemento reagisce). Ogni colonna costituisce un gruppo con un comportamento chimico analogo.
A sinistra e al centro sono situati i metalli, la maggior parte degli elementi, e a destra i non – metalli.
La classificazione degli elementi come metalli o non – metalli avviene in base alla loro struttura elettronica: gli elementi con tre o meno elettroni nel livello esterno sono considerati metalli, gli elementi con cinque o più elettroni nel livello esterno sono considerati non – metalli.Alcuni elementi hanno caratteristiche sia metalliche sia non metalliche e sono indicati come semimetalli.Gli elementi dei gruppi dal I B al VIII B sono chiamati elementi di transizione e mostrano tutti caratteristiche metalliche.
I gruppi I A, gruppo dei metalli alcalini, e II A, gruppo dei metalli alcalino – terrosi, contengono i metalli più reattivi. Dall’altra parte della tavola si trovano i non – metalli, nei gruppi VI A, VII A, VIII A: il gruppo VI A è chiamato gruppo dei calcogeni, il VII A gruppo degli alogeni, gli elementi del gruppo VIII A sono chiamati gas nobili o gas rari.Gli elementi dai gruppi dal III A al V A comprendono sia metalli che non – metalli.
Oggi si conoscono 109 elementi: 91 di questi sono naturali e 18 sono stati ottenuti artificialmente.
La tavola periodica degli elementi è uno strumento particolarmente utile. Essa suddivide gli elementi in periodi cioè linee orizzontali che comprendono un ciclo completo di variazioni nel comportamento chimico (cioè in base al numero di idrogeni con i quali ciascun elemento reagisce). Ogni colonna costituisce un gruppo con un comportamento chimico analogo.
A sinistra e al centro sono situati i metalli, la maggior parte degli elementi, e a destra i non – metalli.
La classificazione degli elementi come metalli o non – metalli avviene in base alla loro struttura elettronica: gli elementi con tre o meno elettroni nel livello esterno sono considerati metalli, gli elementi con cinque o più elettroni nel livello esterno sono considerati non – metalli.Alcuni elementi hanno caratteristiche sia metalliche sia non metalliche e sono indicati come semimetalli.Gli elementi dei gruppi dal I B al VIII B sono chiamati elementi di transizione e mostrano tutti caratteristiche metalliche.
I gruppi I A, gruppo dei metalli alcalini, e II A, gruppo dei metalli alcalino – terrosi, contengono i metalli più reattivi. Dall’altra parte della tavola si trovano i non – metalli, nei gruppi VI A, VII A, VIII A: il gruppo VI A è chiamato gruppo dei calcogeni, il VII A gruppo degli alogeni, gli elementi del gruppo VIII A sono chiamati gas nobili o gas rari.Gli elementi dai gruppi dal III A al V A comprendono sia metalli che non – metalli.
Tavola Periodica
Dmitrij Ivanoviç Mendeleev (1834-1907) costruì una tavola periodica che ancora oggi, viene utilizzata. La sua tesi fu completamente accettata quando furono scoperti e identificati alcuni elementi, di cui egli aveva ipotizzato non solo l'esistenza ma anche le proprietà in base alla periodicità, e che corrispondevano perfettamente alle sue previsioni, cioè: il gallio Ga scoperto, lo scandio Sc, il germanio Ge. Mendeleev aveva infatti previsto l'esistenza del Ga (da lui chiamato ekaalluminio), dello Sc (ekaboro), del Ge (ekasilicio), in cui aveva utilizzato la radice sanscrita "eka" (che significa "uno"), dato che questi elementi venivano subito sotto, nella sua tavola periodica, di Al, B, Si. I nomi attuali sono stati dati in onore degli stati da cui provenivano gli scopritori, Francia (Gallio), Svezia (Scandio), Germania (Germanio). Nella sua ipotesi mancava il gruppo dei gas nobili (o gruppo zero), che, date le difficoltà di individuazione legate alla loro mancanza di reattività chimica, furono scoperti solo molto più tardi, ad opera di altri scienziati; questa scoperta risolse un grosso problema di collocazione degli atomi nella tabella. La tavola originale risale al 1871, ma la prima stesura autografa, anche se meno completa, è del 17 febbraio 1869. L'organizzazione della tavola è basata su una sequenza di pesi atomici, non di numeri atomici (le conoscenze del tempo non permettevano di ipotizzarli), come quella che usiamo attualmente. Quello riportato è uno schema ridotto; ma si possono notare gli atomi di cui egli aveva previsto non solo l'esistenza (indicata con il segno -) ma anche proprietà e peso atomico; le proprietà sono individuate dai gruppi; inoltre aveva suddiviso, anche se non in modo corretto, gli atomi in periodi. Ci sono alcune incongruenze, per esempio per quanto riguarda la composizione dei periodi, la mancanza delle serie di transizione, del gruppo dei gas nobili etc. Ma sostanzialmente questo documento costituisce la base di costruzione delle attuali tabelle periodiche degli elementi, che superano ormai Z=106. L'intuizione di Mendeleev rappresenta nella sua complessità di significati e nella sua razionalità, l'essenza stessa della chimica moderna. Nel corso degli anni la "tavola" di Mendeleev è stata modificata e completata; si è giunti ad una sua interpretazione più completa e corretta: le proprietà degli elementi sono funzioni periodiche dei numeri atomici (anziché dei pesi atomici).
Tavola Periodica
Tavola periodica
La tavola periodica degli elementi detta anche "tavola periodica di mendeleev" è lo schema con il quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico Z.
Ideata dal chimico russo Dimitrij Mendeleev nel 1869 e dal chimico tedesco Julius Lothar Meyer (1830 - 1895), inizialmente contava numerosi spazi vuoti, previsti per gli elementi che sarebbero stati scoperti in futuro.
La tavola periodica si articola in gruppi e periodi:
ogni gruppo (colonna della tabella) comprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna (modo in cui gli elettroni si dispongono attorno al nucleo). All'interno di ogni gruppo si trovano elementi con caratteristiche chimiche simili.
ogni periodo (riga delle tabella) inizia con un elemento il cui atomo ha come configurazione elettronica esterna un elettrone di tipo s, o ns dove n è il numero quantico principale, e procedendo verso gli atomi successivi del periodo, il numero atomico Z aumenta di una unità ad ogni passaggio.
L'invenzione della tavola periodica
Proprietà periodiche
Le proprietà caratteristiche di ciascun elemento che si è riscontrato periodicizzarsi lungo la tavola periodica sono, principalmente, queste:
Affinità elettronica;
Carattere metallico;
Carica nucleare efficace;
Elettronegatività;
Energia di ionizzazione;
Raggio atomico;
Raggio ionico
La necessità di ordinare le conoscenze che (grazie a ricerche empiriche) venivano accumulandosi sulle diverse sostanze venne sentita fin dai primordi della chimica, e Lavoisier propose (nel 1789) una prima forma di sistematica chimica. Bisogna, però, aspettare all'incirca il 1870 affinché si giunga al modello che, con le opportune aggiunte, è utilizzato ai giorni nostri.
La tavola originaria fu creata prima della scoperta delle particelle subatomiche o della formulazione delle teorie attuali per quanto riguarda la meccanica quantistica e l'atomo.
Se gli elementi vengono disposti in ordine crescente di numero atomico, inserendo in seguito altre proprietà, si può notare una ondulazione o una periodicità di queste proprietà in funzione del numero atomico dell'elemento stesso. Il primo che riconobbe queste ricorrenze fu il chimico tedesco Johann Wolfgang Döbereiner, che nel 1829 per primo notò una certa quantità di triadi, gruppi di tre elementi con queste similarità.
A questa intuizione fece seguito l'inglese John Newlands, che sottolineò (nel 1865) come gli elementi di tipo simile fossero ricorrenti ad intervalli regolari di 8 posizioni, che lui assimilò alle ottave musicali, anche se questa sua cosiddetta legge delle ottave venne messa in ridicolo dai suoi contemporanei.
Fu proprio in quel periodo che Meyer e Mendeleev (indipendentemente l'uno dall'altro) assunsero il peso atomico come parametro per la classificazione periodica degli elementi, il che costituì un passo decisivo verso il più raffinato concetto di numero atomico.Meyer pubblicò i propri risultati qualche mese dopo Mendeleev, ed è per questo che molto spesso ci si riferisce alla tavola periodica degli elementi col solo nome di quest'ultimo. Egli ipotizzò anche che esistessero altri elementi, al momento non conosciuti, che occupavano le celle vuote della tabella.Negli anni '40, Glenn Theodore Seaborg sintetizzò e separò con metodi radiochimici i primi 5 elementi transuranici, che sono stati sistemati all'interno della tabella. Negli anni successivi i primi di tali transuranici furono identificati in "ultratracce" nei minerali uraniferi, come prodotti naturali di attivazione. Dal 2003 la IUPAC ha attribuito il nome definitivo alla serie 4f dei lantanoidi Ln e 5f degli attinoidi. La ragione della particolare periodicità per serie di lunghezza diversa è stata scoperta solo in seguito, ed è da ricercarsi nella tendenza al massimo riempimento possibile degli orbitali atomici da parte degli elettroni, che ha valore diverso a seconda del tipo di orbitale interessato, e al modo in cui si susseguono i diversi tipi orbitali per numeri atomici crescenti; si hanno infatti al massimo due elettroni per orbitale di tipo s, al più sei elettroni per orbitali di tipo p, al più dieci per orbitali d, ed al più quattordici per orbitali tipo f; inoltre gli orbitali si possono susseguire solo nell'ordine: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s. A diversi gradi di riempimento dell'orbitale più esterno corrisponde una diversa reattività dell'intero atomo, per cui ad orbitali "completi" corrisponde la configurazione energetica più stabile e ad orbitale esterno parzialmente "completo" corrispondono reattività via via maggiori quanto più il numero di elettroni si allontana da quello di una configurazione stabile; questa diversa reattività a livello macroscopico determina molte delle proprietà chimiche dell'elemento, che si ripetono in modo simile al crescere del numero atomico Z. Pertanto, a diversi numeri atomici corrispondono diverse proprietà chimiche macroscopiche, che si ripetono periodicamente in modo simile per configurazioni elettroniche che hanno una stabilità energetica comparabile, e questo accade per analoghi gradi di riempimento dell'orbitale, che si ripetono con periodo variabile perché variabile è il massimo riempimento dei vari orbitali.
La forma corretta della tavola periodica degli elementi fu pertanto inizialmente determinata solo da osservazioni macroscopiche. Successivamente questa forma è stata "confermata" con la scoperta della struttura microscopica degli atomi e quindi delle loro modalità di interazione.
La tavola periodica degli elementi detta anche "tavola periodica di mendeleev" è lo schema con il quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico Z.
Ideata dal chimico russo Dimitrij Mendeleev nel 1869 e dal chimico tedesco Julius Lothar Meyer (1830 - 1895), inizialmente contava numerosi spazi vuoti, previsti per gli elementi che sarebbero stati scoperti in futuro.
La tavola periodica si articola in gruppi e periodi:
ogni gruppo (colonna della tabella) comprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna (modo in cui gli elettroni si dispongono attorno al nucleo). All'interno di ogni gruppo si trovano elementi con caratteristiche chimiche simili.
ogni periodo (riga delle tabella) inizia con un elemento il cui atomo ha come configurazione elettronica esterna un elettrone di tipo s, o ns dove n è il numero quantico principale, e procedendo verso gli atomi successivi del periodo, il numero atomico Z aumenta di una unità ad ogni passaggio.
L'invenzione della tavola periodica
Proprietà periodiche
Le proprietà caratteristiche di ciascun elemento che si è riscontrato periodicizzarsi lungo la tavola periodica sono, principalmente, queste:
Affinità elettronica;
Carattere metallico;
Carica nucleare efficace;
Elettronegatività;
Energia di ionizzazione;
Raggio atomico;
Raggio ionico
La necessità di ordinare le conoscenze che (grazie a ricerche empiriche) venivano accumulandosi sulle diverse sostanze venne sentita fin dai primordi della chimica, e Lavoisier propose (nel 1789) una prima forma di sistematica chimica. Bisogna, però, aspettare all'incirca il 1870 affinché si giunga al modello che, con le opportune aggiunte, è utilizzato ai giorni nostri.
La tavola originaria fu creata prima della scoperta delle particelle subatomiche o della formulazione delle teorie attuali per quanto riguarda la meccanica quantistica e l'atomo.
Se gli elementi vengono disposti in ordine crescente di numero atomico, inserendo in seguito altre proprietà, si può notare una ondulazione o una periodicità di queste proprietà in funzione del numero atomico dell'elemento stesso. Il primo che riconobbe queste ricorrenze fu il chimico tedesco Johann Wolfgang Döbereiner, che nel 1829 per primo notò una certa quantità di triadi, gruppi di tre elementi con queste similarità.
A questa intuizione fece seguito l'inglese John Newlands, che sottolineò (nel 1865) come gli elementi di tipo simile fossero ricorrenti ad intervalli regolari di 8 posizioni, che lui assimilò alle ottave musicali, anche se questa sua cosiddetta legge delle ottave venne messa in ridicolo dai suoi contemporanei.
Fu proprio in quel periodo che Meyer e Mendeleev (indipendentemente l'uno dall'altro) assunsero il peso atomico come parametro per la classificazione periodica degli elementi, il che costituì un passo decisivo verso il più raffinato concetto di numero atomico.Meyer pubblicò i propri risultati qualche mese dopo Mendeleev, ed è per questo che molto spesso ci si riferisce alla tavola periodica degli elementi col solo nome di quest'ultimo. Egli ipotizzò anche che esistessero altri elementi, al momento non conosciuti, che occupavano le celle vuote della tabella.Negli anni '40, Glenn Theodore Seaborg sintetizzò e separò con metodi radiochimici i primi 5 elementi transuranici, che sono stati sistemati all'interno della tabella. Negli anni successivi i primi di tali transuranici furono identificati in "ultratracce" nei minerali uraniferi, come prodotti naturali di attivazione. Dal 2003 la IUPAC ha attribuito il nome definitivo alla serie 4f dei lantanoidi Ln e 5f degli attinoidi. La ragione della particolare periodicità per serie di lunghezza diversa è stata scoperta solo in seguito, ed è da ricercarsi nella tendenza al massimo riempimento possibile degli orbitali atomici da parte degli elettroni, che ha valore diverso a seconda del tipo di orbitale interessato, e al modo in cui si susseguono i diversi tipi orbitali per numeri atomici crescenti; si hanno infatti al massimo due elettroni per orbitale di tipo s, al più sei elettroni per orbitali di tipo p, al più dieci per orbitali d, ed al più quattordici per orbitali tipo f; inoltre gli orbitali si possono susseguire solo nell'ordine: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s. A diversi gradi di riempimento dell'orbitale più esterno corrisponde una diversa reattività dell'intero atomo, per cui ad orbitali "completi" corrisponde la configurazione energetica più stabile e ad orbitale esterno parzialmente "completo" corrispondono reattività via via maggiori quanto più il numero di elettroni si allontana da quello di una configurazione stabile; questa diversa reattività a livello macroscopico determina molte delle proprietà chimiche dell'elemento, che si ripetono in modo simile al crescere del numero atomico Z. Pertanto, a diversi numeri atomici corrispondono diverse proprietà chimiche macroscopiche, che si ripetono periodicamente in modo simile per configurazioni elettroniche che hanno una stabilità energetica comparabile, e questo accade per analoghi gradi di riempimento dell'orbitale, che si ripetono con periodo variabile perché variabile è il massimo riempimento dei vari orbitali.
La forma corretta della tavola periodica degli elementi fu pertanto inizialmente determinata solo da osservazioni macroscopiche. Successivamente questa forma è stata "confermata" con la scoperta della struttura microscopica degli atomi e quindi delle loro modalità di interazione.
La tavola periodica
La tavola periodica è lo schema con cui vengono indicati gli atomi in base al loro numero atomico, cioè al numero di protoni presenti nel nucleo dell'atomo.
Fu inventata da Dmitrij Ivanovič Mendeleev.
Fu inventata da Dmitrij Ivanovič Mendeleev.
La tavola periodica.
Le categorie della tavola periodica.
La Tavola Periodica è divisa in diverse categorie di elementi: i metalli alcalini, i metalli alcalino terrosi, i metalli del blocco D, i lantanidi, gli attinidi, i metalli del blocco P, i non metalli e i gas nobili.
I metalli alcalini (Litio, Sodio, Potassio, Rubidio, Cesio, Francio) sono gli elementi che fanno parte del primo gruppo della tavola periodica. Sono composti basici, in quanto riescono a neutralizzare gli acidi, manifestano i più bassi valori di elettronegatività , ma quello che interessa a noi è che reagiscono violentemente a contatto con l’acqua.
I metalli alcalino terrosi (berillio, magnesio, calcio, stronzio, bario, radio) costituiscono il secondo gruppo della tavola periodica degli elementi. I metalli alcalino terrosi (escluso il berillio), sono metalli dal colore argenteo, soffici, con bassa densità. Reagiscono prontamente con gli alogeni (un gruppo di elementi estremamente reattivi) per formare sali con l’acqua, anche se non così rapidamente come i metalli alcalini, per formare idrossidi alcalini (basici). Ad esempio, mentre il sodio e il potassio reagiscono violentemente con l'acqua a temperatura ambiente, il magnesio reagisce solo con il vapore acqueo e il calcio con l'acqua calda.
I metalli del gruppo (blocco) D o elementi di transizione (scandio, titanio, vanadio, cromo, manganese, ferro, cobalto, nichel, rame, zinco, ittrio, zirconio, niobio, molibdeno, tecnezio, rutenio, rodio, palladio, argento, cadmio,afnio, tantalio, tungsteno, renio, osmio, iridio, platino, oro, mercurio, ruthrfordio, dubnio, seaborgio, bohrio, hassio, meitnerio, darmstadtio, roentegenio, ununbio) sono definiti come gli elementi che formano almeno uno ione con un sottoguscio d parzialmente riempito di elettroni.
I lantanidi sono la serie di elementi chimici con numero atomico compreso tra 57 e 70, che nella tavola periodica seguono il lantanio. I lantanidi (lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, promezio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio) vengono anche designati come 'terre rare', sebbene questa espressione si riferisca più precisamente ai loro minerali. I lantanidi si trovano in minerali relativamente abbondanti in natura; la loro fonte principale è la monazite, ma sono presenti anche nella cerite e nella gadolinite. La separazione è particolarmente complessa poiché questi elementi hanno propretà chimiche simili e l'isolamento delle varie specie può necessitare centinaia di cristallizzazioni frazionate.
Gli attinidi sono elementi chimici radioattivi, con numero atomico compreso tra 89 e 102, che nella tavola periodica seguono l’attinio. Solo i primi quattro elementi della serie si trovano in natura in quantità apprezzabili; i rimanenti, con numero atomico maggiore di 92, vengono prodotti per via sintetica e sono detti elementi transuranici.Gli attinidi comprendono, in ordine di numero atomico crescente, attinio, torio, protoattinio, uranio, nettunio, plutonio, americio, curio, berkelio, californio, einstenio, fermio, mendelvio e nobelio.
I non metalli (idrogeno, carbonio, ossigeno, azoto, fosforo, zolfo, selenio, bromo) sono gli elementi che nella tavola periodica compaiono sulla destra. Metà di questi sono costituiti da gas; il bromo a temperatura ambiente è liquido, mentre tutti gli altri sono solidi. Le caratteristiche fisiche di questa classe di elementi sono in genere opposte a quelle dei metalli e non sono buoni conduttori nè di calore nè di elettricità. Alcuni di questi elementi, solidi, presentano comportamenti intermedi tra quelli di un metallo e quelli di un non metallo; vengono definiti semimetalli e molti sono semiconduttori.
I gas nobili costituiscono il diciottesimo gruppo della tavola degli elementi. Ne fanno parte i seguenti elementi: Elio, Neon, Argon, Kripton, Xenon, Radon. Il termine gas nobili deriva dal fatto che questi gas non reagiscono con gli elementi "comuni". I gas nobili venivano anche chiamati gas inerti, ma il termine non era accurato, in quanto alcuni di essi hanno mostrato di prendere parte in reazioni chimiche. A causa della loro non-reattività, i gas nobili non furono scoperti fin quando l'esistenza dell'elio non fu dedotta ipoteticamente da un'analisi spettrografica del Sole e successivamente provata in laboratorio. I gas nobili inoltre hanno forze di attrazione interatomica molto deboli e conseguentemente punti di fusione ed ebollizione molto bassi.
La Tavola Periodica è divisa in diverse categorie di elementi: i metalli alcalini, i metalli alcalino terrosi, i metalli del blocco D, i lantanidi, gli attinidi, i metalli del blocco P, i non metalli e i gas nobili.
I metalli alcalini (Litio, Sodio, Potassio, Rubidio, Cesio, Francio) sono gli elementi che fanno parte del primo gruppo della tavola periodica. Sono composti basici, in quanto riescono a neutralizzare gli acidi, manifestano i più bassi valori di elettronegatività , ma quello che interessa a noi è che reagiscono violentemente a contatto con l’acqua.
I metalli alcalino terrosi (berillio, magnesio, calcio, stronzio, bario, radio) costituiscono il secondo gruppo della tavola periodica degli elementi. I metalli alcalino terrosi (escluso il berillio), sono metalli dal colore argenteo, soffici, con bassa densità. Reagiscono prontamente con gli alogeni (un gruppo di elementi estremamente reattivi) per formare sali con l’acqua, anche se non così rapidamente come i metalli alcalini, per formare idrossidi alcalini (basici). Ad esempio, mentre il sodio e il potassio reagiscono violentemente con l'acqua a temperatura ambiente, il magnesio reagisce solo con il vapore acqueo e il calcio con l'acqua calda.
I metalli del gruppo (blocco) D o elementi di transizione (scandio, titanio, vanadio, cromo, manganese, ferro, cobalto, nichel, rame, zinco, ittrio, zirconio, niobio, molibdeno, tecnezio, rutenio, rodio, palladio, argento, cadmio,afnio, tantalio, tungsteno, renio, osmio, iridio, platino, oro, mercurio, ruthrfordio, dubnio, seaborgio, bohrio, hassio, meitnerio, darmstadtio, roentegenio, ununbio) sono definiti come gli elementi che formano almeno uno ione con un sottoguscio d parzialmente riempito di elettroni.
I lantanidi sono la serie di elementi chimici con numero atomico compreso tra 57 e 70, che nella tavola periodica seguono il lantanio. I lantanidi (lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, promezio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio) vengono anche designati come 'terre rare', sebbene questa espressione si riferisca più precisamente ai loro minerali. I lantanidi si trovano in minerali relativamente abbondanti in natura; la loro fonte principale è la monazite, ma sono presenti anche nella cerite e nella gadolinite. La separazione è particolarmente complessa poiché questi elementi hanno propretà chimiche simili e l'isolamento delle varie specie può necessitare centinaia di cristallizzazioni frazionate.
Gli attinidi sono elementi chimici radioattivi, con numero atomico compreso tra 89 e 102, che nella tavola periodica seguono l’attinio. Solo i primi quattro elementi della serie si trovano in natura in quantità apprezzabili; i rimanenti, con numero atomico maggiore di 92, vengono prodotti per via sintetica e sono detti elementi transuranici.Gli attinidi comprendono, in ordine di numero atomico crescente, attinio, torio, protoattinio, uranio, nettunio, plutonio, americio, curio, berkelio, californio, einstenio, fermio, mendelvio e nobelio.
I non metalli (idrogeno, carbonio, ossigeno, azoto, fosforo, zolfo, selenio, bromo) sono gli elementi che nella tavola periodica compaiono sulla destra. Metà di questi sono costituiti da gas; il bromo a temperatura ambiente è liquido, mentre tutti gli altri sono solidi. Le caratteristiche fisiche di questa classe di elementi sono in genere opposte a quelle dei metalli e non sono buoni conduttori nè di calore nè di elettricità. Alcuni di questi elementi, solidi, presentano comportamenti intermedi tra quelli di un metallo e quelli di un non metallo; vengono definiti semimetalli e molti sono semiconduttori.
I gas nobili costituiscono il diciottesimo gruppo della tavola degli elementi. Ne fanno parte i seguenti elementi: Elio, Neon, Argon, Kripton, Xenon, Radon. Il termine gas nobili deriva dal fatto che questi gas non reagiscono con gli elementi "comuni". I gas nobili venivano anche chiamati gas inerti, ma il termine non era accurato, in quanto alcuni di essi hanno mostrato di prendere parte in reazioni chimiche. A causa della loro non-reattività, i gas nobili non furono scoperti fin quando l'esistenza dell'elio non fu dedotta ipoteticamente da un'analisi spettrografica del Sole e successivamente provata in laboratorio. I gas nobili inoltre hanno forze di attrazione interatomica molto deboli e conseguentemente punti di fusione ed ebollizione molto bassi.
giovedì 19 marzo 2009
lunedì 16 marzo 2009
l'Antiprotone
L' antiprotone è una particella dell'antimateria analoga al protone, con massa e spin uguali e carica elettrica opposta. Gli antiprotoni in natura hanno vita breve, perché ogni collisione con un protone causa l'annichilazione di entrambe le particelle con un rilascio di energia.
Venne scoperto da Emilio Segrè e Owen Chamberlain, scoperta che valse a entrambi un Premio Nobel per la fisica nel 1959.
La loro formazione richiede un'energia equivalente a una temperatura di 10 milioni di °C e, a parte il Big Bang, ciò non avviene in modo naturale. Comunque, al CERN e in altri acceleratori, i protoni vengono accelerati nel sincrotrone di protoni, fino a un'energia di 26 GeV, e quindi sparati su un'asta di iridio. I protoni vengono diffusi dai nuclei di iridio con energia sufficiente per poi creare della materia. Si formano una serie di particelle e antiparticelle, e gli antiprotoni vengono separati applicando un campo magnetico all'uscita dei prodotti dell'urto.
Venne scoperto da Emilio Segrè e Owen Chamberlain, scoperta che valse a entrambi un Premio Nobel per la fisica nel 1959.
La loro formazione richiede un'energia equivalente a una temperatura di 10 milioni di °C e, a parte il Big Bang, ciò non avviene in modo naturale. Comunque, al CERN e in altri acceleratori, i protoni vengono accelerati nel sincrotrone di protoni, fino a un'energia di 26 GeV, e quindi sparati su un'asta di iridio. I protoni vengono diffusi dai nuclei di iridio con energia sufficiente per poi creare della materia. Si formano una serie di particelle e antiparticelle, e gli antiprotoni vengono separati applicando un campo magnetico all'uscita dei prodotti dell'urto.
Il protone è una particella nucleare composta da una carica elettrica positiva che è uguale e opposta a quella dell’elettrone. La sua massa è di 1,6726 x 10-27 kg, cioè + o meno 1836 volte quella dell’elettrone. Essendo dotato di carica elettrica, è soggetto all’interazione elettromagnetica; risente inoltre dell’interazione nucleare forte, che lo unisce all’interno del nucleo, e dell’interazione debole.
L’antiprotone, ovvero l’antiparticella del protone, è stabile nel vuoto. Tuttavia, quando un antiprotone è in contatto con un protone o un neutrone, le due particelle coinvolte nel processo si trasformano in mesoni, che hanno vita media molto corta.
L’esistenza dell’antiprotone è stata ipotizzata già negli anni '30 del Novecento, la particella venne identificata per la prima volta nel 1955 presso il Radiation Laboratory dell’Università della California.
L’antiprotone, ovvero l’antiparticella del protone, è stabile nel vuoto. Tuttavia, quando un antiprotone è in contatto con un protone o un neutrone, le due particelle coinvolte nel processo si trasformano in mesoni, che hanno vita media molto corta.
L’esistenza dell’antiprotone è stata ipotizzata già negli anni '30 del Novecento, la particella venne identificata per la prima volta nel 1955 presso il Radiation Laboratory dell’Università della California.
Elettrone-Neutrone-Protone
ELETTRONE
L'elettrone è un particella subatomica che appartiene alla classe dei leploni.
L'elettrone è il il più leggero e il più piccolo delle tre particelle che costituiscono gl'atomi possiede una carica elettrica negativa. Ha un raggio tanto piccolo da non essere stato calcolato, infatti, è considerato puntiforme. J.J. Thompson è il padre dell'elettrone, in quanto l'ha scoperto nel 1897 e mise in evidenza per la prima volta le particelle elementari.
NEUTRONI
In un elemento chimico protoni sono in numero fisso, mentre i neutroni possono variare, creando isotopi. In un nucleo atomico, i due componenti (neutroni e protoni) si possono trasformare gli uni negli altri si presentano come due manifestazioni di un'unica particella: il nucleone. Quando non è legato nel nucleo il neutrone diviene instabile e ha una vita decisamente breve prima di decadere in un protone, un elettrone e un antineutrone elettrico.
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei due costituenti del nucleo atomico.Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la grandezza con cui viengono misurate misure la statica delle particelle è il "fermi", la grandezza viene chiamata fermi dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, per poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti, una misura davvero piccola! La carica elettrica del protone è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto. Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle. Intorno al 1920 si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone.
Carlo Pisanu.
L'elettrone è un particella subatomica che appartiene alla classe dei leploni.
L'elettrone è il il più leggero e il più piccolo delle tre particelle che costituiscono gl'atomi possiede una carica elettrica negativa. Ha un raggio tanto piccolo da non essere stato calcolato, infatti, è considerato puntiforme. J.J. Thompson è il padre dell'elettrone, in quanto l'ha scoperto nel 1897 e mise in evidenza per la prima volta le particelle elementari.
NEUTRONI
In un elemento chimico protoni sono in numero fisso, mentre i neutroni possono variare, creando isotopi. In un nucleo atomico, i due componenti (neutroni e protoni) si possono trasformare gli uni negli altri si presentano come due manifestazioni di un'unica particella: il nucleone. Quando non è legato nel nucleo il neutrone diviene instabile e ha una vita decisamente breve prima di decadere in un protone, un elettrone e un antineutrone elettrico.
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei due costituenti del nucleo atomico.Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la grandezza con cui viengono misurate misure la statica delle particelle è il "fermi", la grandezza viene chiamata fermi dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, per poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti, una misura davvero piccola! La carica elettrica del protone è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto. Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle. Intorno al 1920 si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone.
Carlo Pisanu.
domenica 15 marzo 2009
il neutrone è una particella priva di carica elettrica; ha massa pari a 1,675 × 10-27 kg, quasi uguale a quella del protone. ha sia un' interazione forte, che lo tiene legato all’interno del nucleo, e una debole, che ne determina il decadimento beta.
L'esistenza del neutrone venne ipotizzata nel 1920 dal fisico britannico Ernest Rutherford e da altri scienziati, ma la verifica sperimentale si ebbe solo nel 1932 per merito del fisico britannico James Chadwick.
Il neutrone è una particella stabile; allo stato libero invece va incontro a decadimento beta trasformandosi in un protone, un elettrone e un neutrino, con un tempo di dimezzamento di circa 17 minuti. Ha momento angolare uguale a 1/2 e pertanto obbedisce al principio di esclusione.
La sua antiparticella, detta antineutrone, è prodotta dalle collisioni tra protoni e antiprotoni e possiede un momento magnetico uguale e opposto a quello del neutrone. Secondo la teoria delle particelle elementari il neutrone e l'antineutrone sono composti da tre quark.
L'esistenza del neutrone venne ipotizzata nel 1920 dal fisico britannico Ernest Rutherford e da altri scienziati, ma la verifica sperimentale si ebbe solo nel 1932 per merito del fisico britannico James Chadwick.
Il neutrone è una particella stabile; allo stato libero invece va incontro a decadimento beta trasformandosi in un protone, un elettrone e un neutrino, con un tempo di dimezzamento di circa 17 minuti. Ha momento angolare uguale a 1/2 e pertanto obbedisce al principio di esclusione.
La sua antiparticella, detta antineutrone, è prodotta dalle collisioni tra protoni e antiprotoni e possiede un momento magnetico uguale e opposto a quello del neutrone. Secondo la teoria delle particelle elementari il neutrone e l'antineutrone sono composti da tre quark.
sabato 14 marzo 2009
John Dalton
John Dalton (1766-1844), scienziato inglese, fondatore dell'atomistica chimica moderna.
Usando miscele gassose, studia e chiarisce le relazioni ponderali fra elementi.
Nel 1801-1802 enuncia la "legge delle pressioni parziali"
Lo scienziato il 6 settembre 1803,compila una prima tabella di pesi atomici, tabella affetta da errori concettuali, ma fondamentale perché la prima che sia stata elaborata (gli errori sono legati alla convinzione che il numero di particelle di vari gas in un dato volume possa essere diverso, d'altronde non aveva conoscenza dell'esistenza di molecole biatomiche, perciò interpretò le sue esperienze sulla base che il gas idrogeno fosse H e non H2).
Egli usò inoltre simboli nuovi per identificare gli atomi, ma anche per alcuni composti, poiché non esistevano ancora metodi per individuarli come tali, per esempio KOH e NaOH; adottò anche un modello simbolico per mostrare che gli atomi potevano unirsi in rapporti diversi, pur immaginando "molecole" assolutamente improbabili e, alla luce delle attuali conoscenze, impossibili.
Per capire l'importanza del contributo di Dalton allo sviluppo della moderna chimica, con la sua innovativa simbologia, basti pensare che, prima di lui, vigeva ancora l'abitudine di tentare di "comunicare" mediante simbologie che si rifacevano all'alchimia ed all'astrologia, con descrizioni di processi che sembravano più racconti fantastici che esperienze reali e con simboli fantasiosi e mitologici.
Usando miscele gassose, studia e chiarisce le relazioni ponderali fra elementi.
Nel 1801-1802 enuncia la "legge delle pressioni parziali"
Lo scienziato il 6 settembre 1803,compila una prima tabella di pesi atomici, tabella affetta da errori concettuali, ma fondamentale perché la prima che sia stata elaborata (gli errori sono legati alla convinzione che il numero di particelle di vari gas in un dato volume possa essere diverso, d'altronde non aveva conoscenza dell'esistenza di molecole biatomiche, perciò interpretò le sue esperienze sulla base che il gas idrogeno fosse H e non H2).
Egli usò inoltre simboli nuovi per identificare gli atomi, ma anche per alcuni composti, poiché non esistevano ancora metodi per individuarli come tali, per esempio KOH e NaOH; adottò anche un modello simbolico per mostrare che gli atomi potevano unirsi in rapporti diversi, pur immaginando "molecole" assolutamente improbabili e, alla luce delle attuali conoscenze, impossibili.
Per capire l'importanza del contributo di Dalton allo sviluppo della moderna chimica, con la sua innovativa simbologia, basti pensare che, prima di lui, vigeva ancora l'abitudine di tentare di "comunicare" mediante simbologie che si rifacevano all'alchimia ed all'astrologia, con descrizioni di processi che sembravano più racconti fantastici che esperienze reali e con simboli fantasiosi e mitologici.
Protone: storia e caratteristiche
Il protone è una particella dotata di carica elettrica positiva che può esistere libera o legata in un nucleo atomico. La sua scoperta viene generalmente attribuita a Ernest Rutherford, che nel 1919 produsse protoni dotati di elevata velocità bombardando atomi di azoto con particelle a, sebbene il fisico tedesco Eugene Goldstein ne avesse in precedenza ipotizzato l'esistenza per spiegare i suoi esperimenti. Il meccanismo di questo processo di disintegrazione nucleare fu però osservato per la prima volta da Blackett, nel 1925, utilizzando una camera a espansione. Il valore della carica elettrica del protone è uguale a quello dell'elettrone, ma di segno opposto: 1,602 × 10-19 coulomb. La sua massa è poco più di 1800 volte quella dell'elettrone (circa 1836 volte) e quasi uguale a quella del neutrone: il protone ha infatti una massa a riposo di 1,6726231 × 10-27 kg.
Il neutrone
Il neutrone è uno dei due costituenti del nucleo atomico. Massa: 10% maggiore di quella del protone; raggio: rn= 1Fm. La caratteristica dei neutroni a differenza delle altre particelle subatomiche è l'assenza di carica elettrica. L'assenza di carica del neutrone lo rende difficile da rilevare ma anche da controllare. Le particelle cariche possono essere accelerate, decelerate da campi elettrici o magnetici, che però non hanno effetto sui neutroni. I neutroni liberi possono essere ottenuti solo dalla disintegrazione del nucleo; l'unico mezzo per controllarli è quello di porre dei nuclei sulla loro traiettoria in modo che i neutroni vengano rallentati o assorbiti nella collisione. La scoperta del neutrone si deve al fisico inglese Chadwick che nel 1932 fornì una nuova interpretazione degli esperimenti effettuati negli anni precedenti.
Il protone
Il protone è insieme al neutrone uno dei due costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto piu pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 200 volte quella dell elettrone.
massa: Mp= 1,67 x 10(-24) gr
il raggio: Rp= 1 Fm ( 1 Fm = 10(-15) m)
Questa grandezza viene chiamata Fermi (Fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usato per le misure atomiche e subatomiche. La scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento, infatti itorno al 1920 si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva piu leggero dell'atomo di idrogeno si arrivo alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo dell'idrogeno che fu chiamato ''Protone''.
massa: Mp= 1,67 x 10(-24) gr
il raggio: Rp= 1 Fm ( 1 Fm = 10(-15) m)
Questa grandezza viene chiamata Fermi (Fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usato per le misure atomiche e subatomiche. La scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento, infatti itorno al 1920 si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva piu leggero dell'atomo di idrogeno si arrivo alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo dell'idrogeno che fu chiamato ''Protone''.
L'elettrone
L'elettrone è una particella subatomica che appartiene alla classe dei leptoni. L'elettrone è il piu leggero e il piu piccolo delle tre particelle che costituiscono gli atomi. Esso possiede una carica elettrica negativa. Gli studiosi non sono ancora riusciti a misurare il raggio dell'elettrone date le sue piccole dimensione; per questo fatto esso è detto puntiforme. L'elettrone venne scoperto nel 1897 da J. J. Thompson che mise per la prima volta in evidenza l'esistenza delle particelle elementari.
Neutrone: storia e caratteristiche
L'esistenza del neutrone venne ipotizzata nel 1920 dal fisico britannico Ernest Rutherford e da altri scienziati, ma la verifica sperimentale si ebbe solo nel 1932 per merito del fisico britannico James Chadwick. Nel 1930, W. Bothe e H. Becker osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfa (nuclei di elio) un bersaglio di berillio. Il successivo contributo fu apportato a cavallo tra il 1931 e il 1932 da Irene Curie e suo marito F. Joliot a Parigi: essi mostrarono che questa radiazione misteriosa, se colpiva paraffina o altri composti contenenti idrogeno, ne provocava l'espulsione di protoni di alta energia. Finalmente, nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica (fotoni), ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone, il neutrone che ha massa pari a 1,675 × 10-27 kg.
Elettrone: storia e caratteristiche
Le particelle fondamentali costituenti l’atomo sono tre: elettrone, neutrone e protone.Già nel 1860 William Crookes effettuò esperimenti con il tubo di Geissler (tubo a scarica con all'interno vari gas a pressione inferiore di quella atmosferica): scoprì che si generava una luce di colori diversi a seconda del gas utilizzato; questa luce partiva dal catodo (polo negativo) e fluiva verso l'anodo (polo positivo).
Questi raggi, poi definiti catodici, vennero utilizzati da Thomson per i suoi esperimenti. Nel 1874 poi il fisico irlandese George Stoney utilizzò per primo l'elettrone come unità fondamentale dell'elettrochimica, e fu il primo a dare il nome alla particella.
La scoperta della natura di particella subatomica dell'elettrone fu però fatta nel 1897 da J. J. Thomson all'interno del Laboratorio Cavendish dell'Università di Cambridge, mentre svolgeva esperimenti sul tubo catodico. Egli già nel 1895 aveva constatato, lavorando sempre sui raggi catodici, che applicando un campo magnetico ed elettrico, il rapporto tra la carica elettrica e la massa era uguale a 5,273 · 1017 e/g. Da questo si dedusse che l’elettrone ha massa a riposo di 9109 x 10-28 g. Nel 1909 poi Robert Millikan calcolò la carica elettrica dell'elettrone (pari a 1602 x 10-19 coulomb) con il famoso esperimento della goccia d'olio.
Questi raggi, poi definiti catodici, vennero utilizzati da Thomson per i suoi esperimenti. Nel 1874 poi il fisico irlandese George Stoney utilizzò per primo l'elettrone come unità fondamentale dell'elettrochimica, e fu il primo a dare il nome alla particella.
La scoperta della natura di particella subatomica dell'elettrone fu però fatta nel 1897 da J. J. Thomson all'interno del Laboratorio Cavendish dell'Università di Cambridge, mentre svolgeva esperimenti sul tubo catodico. Egli già nel 1895 aveva constatato, lavorando sempre sui raggi catodici, che applicando un campo magnetico ed elettrico, il rapporto tra la carica elettrica e la massa era uguale a 5,273 · 1017 e/g. Da questo si dedusse che l’elettrone ha massa a riposo di 9109 x 10-28 g. Nel 1909 poi Robert Millikan calcolò la carica elettrica dell'elettrone (pari a 1602 x 10-19 coulomb) con il famoso esperimento della goccia d'olio.
giovedì 12 marzo 2009
La scoperta del neutrone
Nei primi anni del XX secolo si riteneva che la materia fosse costituita da atomi, a loro volta costituiti da elettroni e protoni. Dal momento che queste particelle avevano carica elettrica uguale ma di segno contrario, gli elettroni avevano carica positiva, mentre i protoni carica negativa, si era perciò convinti che l’atomo, che era elettricamente neutro, contenesse lo stesso numero di protoni e di elettroni in modo che le cariche si annullassero a vicenda.Nel 1930, il tedesco Walter Wilhelm Bothe, analizzando una radiazione secondaria ottenuta inviando raggi alfa ottenuti dal polonio su una lamina di berillio, scoprì che la radiazione era composta da particelle prive di carica elettrica.
Nel 1932 l’inglese James Chadwich, dimostrò che la radiazione secondaria ottenuta da Bothe era sempre formata da particelle con massa uguale, indipendentemente dal materiale utilizzato, a queste particelle venne dato il nome di neutroni, esse sono prive di carica elettrica.
La massa del neutrone è 1,675 X 10-27 kg, quasi uguale a quella del protone, perciò era chiaro che il neutrone non poteva essere formato dall’unione di un protone con un elettrone.
Possiamo perciò affermare che gli atomi contengono tre tipi di particelle principali, i neutroni, gli elettroni e i protoni.
Il neutrone
L'esistenza di una particella neutra (neutrone), fu ipotizzata per la prima volta dal fisico inglese James Chadwick, per spiegare l origine di alcune radiazioni scoperte da IRENE CURIE a Parigi.
Grazie a questa scoperta CHADWICK vinse il premio nobel per la fisica.
Il neutrone è privo di carica elettrica, e come il neutrone è un costituente dei nuclei atomici;la sua massa è pari a 1.675 *10-27 Kg (10 elevato -27), la sua scoperta venne ipotizzata non solo da CHADWICK ma anche da altri grandi fisici come RUTHEFORD ecc.,ma solo CHADWICK riusci a verificarne l'esistenza. Come costituente dei nuclei atomici il neutrone è una particella stabile; allo stato libero invece decade in un protone,un Elettrone e un neutrino, con un tempo di dimezzamento di circa 17 minuti. Le particelle cariche acquisiscono energia solo quando passano attraverso la materia, a causa delle forze elettromagnetiche con il quale interagiscono;il neutrone invece,risente solo marginalmente di queste forze,però è soggetto alla forza nucleare forte;questa a effetto solamente se il neutrone si trova accanto a un altro nucleo. Quindi il neutrone è libero di proseguire il suo tragitto fino a che non va ad urtare un altro nucleo. Queste collisioni avvengono molto raramente a causa della ridotta sezione trasversale dei nuclei, i neutroni percorrono grandi distanze prima di collidere.
Grazie a questa scoperta CHADWICK vinse il premio nobel per la fisica.
Il neutrone è privo di carica elettrica, e come il neutrone è un costituente dei nuclei atomici;la sua massa è pari a 1.675 *10-27 Kg (10 elevato -27), la sua scoperta venne ipotizzata non solo da CHADWICK ma anche da altri grandi fisici come RUTHEFORD ecc.,ma solo CHADWICK riusci a verificarne l'esistenza. Come costituente dei nuclei atomici il neutrone è una particella stabile; allo stato libero invece decade in un protone,un Elettrone e un neutrino, con un tempo di dimezzamento di circa 17 minuti. Le particelle cariche acquisiscono energia solo quando passano attraverso la materia, a causa delle forze elettromagnetiche con il quale interagiscono;il neutrone invece,risente solo marginalmente di queste forze,però è soggetto alla forza nucleare forte;questa a effetto solamente se il neutrone si trova accanto a un altro nucleo. Quindi il neutrone è libero di proseguire il suo tragitto fino a che non va ad urtare un altro nucleo. Queste collisioni avvengono molto raramente a causa della ridotta sezione trasversale dei nuclei, i neutroni percorrono grandi distanze prima di collidere.
Le tre particelle atomiche
ELETTRONE
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti: me = 9.1 × 10-28 gr
Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe.
La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di J.J. Tompson, ha messo in evidenza per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il raggio del protone è: rp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi(fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e
Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno (ricordiamo che la massa degli elettroni è trascurabile rispetto a quella dei protoni) e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone (dal greco proton, che significa “primo”).
NEUTRONE
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W.Bothe e H Bekher osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfa (nuclei di elio) un bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica (fotoni), ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti: me = 9.1 × 10-28 gr
Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe.
La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di J.J. Tompson, ha messo in evidenza per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il raggio del protone è: rp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi(fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e
Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno (ricordiamo che la massa degli elettroni è trascurabile rispetto a quella dei protoni) e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone (dal greco proton, che significa “primo”).
NEUTRONE
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W.Bothe e H Bekher osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfa (nuclei di elio) un bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica (fotoni), ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.
La scoperta dell'elettrone
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti: me = 9.1 × 10-28 gIl raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare.
Nel 1904 Sir Joseph John. Thomson (1856-1940 ), mentre studiava la conduzione elettrica nei gas (premio Nobel per la fisica nel 1906), scoprì che, facendo passare delle scariche elettriche attraverso un gas molto rarefatto contenuto in un tubo di vetro, si producevano raggi luminescenti proveniente dal catodo (elettrodo negativo), chiamati perciò raggi catodici. Thomson comprese che i raggi erano composti da particelle dotate di carica elettrica negativa e di massa piccolissima, uguali fra loro qualunque fosse il gas usato: le particelle così prodotte vennero chiamate elettroni.
Si scoprì in seguito che, nello stesso esperimento, si produceva anche un fascio di particelle aventi carica elettrica positiva. Il fascio positivo aveva una direzione di moto opposta al precedente e venne perciò chiamato fascio di raggi anodici.
Le particelle che componevano questo fascio non erano sempre uguali: la loro massa e quantità di carica trasportata dipendevano dal gas usato. Queste particelle furono chiamate ioni (il più piccolo di questi ioni si otteneva usando il gas idrogeno).
Thomson capì di trovarsi di fronte a “parti di atomi” e ipotizzò che l’atomo non fosse indivisibile come fino allora si credeva. Thomson trovò che le dimensioni dell’elettrone dovessero essere dell’ordine di 10-14 metri, mentre quelle di un atomo risultavano dell’ordine di 10-10 metri; ipotizzò quindi che lo spazio in cui non si trovavano gli elettroni fosse in parte occupato da particelle cariche positivamente e in parte da altra massa atomica.
Propose pertanto un modello di atomo, nel 1906, in cui le cariche negative erano immerse in una sfera positiva ed erano tra loro bilanciate.
La scoperta del protone
Servendosi di un catodo perforato Goldsein scoprì che oltre ai raggi catodici prendevano corpo anche raggi di un’altra specie. Tali raggi si muovevano in direzione opposta a quella dei raggi catodici, il che autorizzava ad ammettere che essi erano costituiti da particelle cariche positivamente in quanto le particelle che costituivano i raggi catodici erano cariche negativamente.
Sfruttando metodi particolari, si dimostrò che il minimo valore del rapporto massa/carica nei raggi positivi si otteneva quando il gas residuo nel tubo catodico era costituito da idrogeno. La particella positiva formata in queste circostanze possedeva un rapporto massa/carica 1836 volte maggiore di quello dell’elettrone. Inoltre tutti i rapporti massa/carica, erano multipli del rapporto massa/carica misurato per l’idrogeno.
Questa particella, a cui è stato dato il nome di protone e la cui massa è di 1,673 X 10-27 kg., è un costituente fondamentale dell’atomo, nonché la portatrice elementare della carica positiva,
Il numero di protoni, o di elettroni, è ciò che caratterizza in maniera determinante le proprietà chimiche e fisiche di un elemento chimico. Tale numero viene chiamato numero atomico (N.A.) di un elemento.
Sfruttando metodi particolari, si dimostrò che il minimo valore del rapporto massa/carica nei raggi positivi si otteneva quando il gas residuo nel tubo catodico era costituito da idrogeno. La particella positiva formata in queste circostanze possedeva un rapporto massa/carica 1836 volte maggiore di quello dell’elettrone. Inoltre tutti i rapporti massa/carica, erano multipli del rapporto massa/carica misurato per l’idrogeno.
Questa particella, a cui è stato dato il nome di protone e la cui massa è di 1,673 X 10-27 kg., è un costituente fondamentale dell’atomo, nonché la portatrice elementare della carica positiva,
Il numero di protoni, o di elettroni, è ciò che caratterizza in maniera determinante le proprietà chimiche e fisiche di un elemento chimico. Tale numero viene chiamato numero atomico (N.A.) di un elemento.
protone,neutrone,elettrone
NEUTRONE
Il neutrone è,insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W. Bothe e H. Becker osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfaun bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica, ma particelle neutre di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.La scoperta del neutrone non si sarebbe tuttavia potuta realizzare se Bothe e Becker nel 1930, non avessero notato che particelle alfa emesse dal Polonio
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico.Il protone è molto più pesante dell'elettrone;la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 grIl raggio del protone èrp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + eStoricamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone.
ELETTRONE
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero, dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti:me = 9.1 × 10-28 gr Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe. La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di j.j thompson ha messo in evidenza, per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.
Il neutrone è,insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W. Bothe e H. Becker osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfaun bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica, ma particelle neutre di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.La scoperta del neutrone non si sarebbe tuttavia potuta realizzare se Bothe e Becker nel 1930, non avessero notato che particelle alfa emesse dal Polonio
PROTONE
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico.Il protone è molto più pesante dell'elettrone;la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 grIl raggio del protone èrp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + eStoricamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone.
ELETTRONE
Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero, dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti:me = 9.1 × 10-28 gr Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe. La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di j.j thompson ha messo in evidenza, per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.
Non solo neutroni...
M1 “Nebulosa del Granchio”: i resti di una supernova esplosa nel 1054. Al centro è rimasta una stella di neutroni (una pulsar di periodo 33ms) – HST
La chimica
La chimica è la scienza, o più precisamente quella branca delle scienze naturali, che interpreta e razionalizza la struttura, le proprietà della materia e le sue trasformazioni.
Tanti saluti dal protone
Il protone è una particella dotata di carica elettrica positiva che può esistere libera o legata in un nucleo atomico. La sua scoperta viene generalmente attribuita a Ernest Rutherford, sebbene il fisico tedesco Eugene Goldstein ne avesse in precedenza ipotizzato l'esistenza per spiegare i suoi esperimenti. Il valore della sua carica è uguale a quello dell'elettrone, ma di segno opposto: 1,602 × 10-19 coulomb. Ha inoltre spin semi-intero (1/2) ed è quindi classificato come fermione. La sua massa è poco più di 1800 volte quella dell'elettrone (circa 1836) e quasi uguale a quella del neutrone: il protone ha una massa a riposo di 1,6726231 × 10-27 kg (9,3828 × 102 MeV). Tale valore non viene predetto nell'ambito del modello standard, ma è stato determinato sperimentalmente. Alcune teorie, per risolvere il problema della massa delle particelle, ipotizzano un campo scalare che permea lo spaziotempo, che interagisce con le particelle in maniera differente: da tale interazione deriverebbe la massa. Le particelle responsabili del campo vengono chiamate bosoni di Higgs, tuttavia non esistono verifiche sperimentali della loro esistenza.
Viene anche definito un raggio classico del protone:
pari a 1.5 × 10-18m, il quale però non ha alcun significato fisico.
Il protone viene iscritto alla categoria dei barioni, in quanto è "composto" da tre quark, detti di valenza: due up e un down.
I protoni e la chimica
Il nucleo del più comune isotopo dell'idrogeno (il prozio) è costituito esclusivamente da un protone. I nuclei degli altri atomi sono composti da neutroni e protoni tenuti insieme dalla forza forte, che contrasta efficacemente la repulsione coulombiana e consente alle particelle neutre di restare legate a quelle cariche. Il numero di protoni nel nucleo, detto numero atomico, determina le proprietà chimiche dell'atomo e la natura stessa dell'elemento.
In chimica e biochimica il termine viene usato quasi sempre impropriamente per riferirsi allo ione dell'idrogeno in soluzione acquosa (idrogenione), mentre in realtà il protone libero in soluzione acquosa non esiste ed esiste invece il composto covalente catione idrossonio o semplicemente ossonio H3O+. In questo contesto, secondo la teoria acido-base di Broensted-Lowry, un donatore di protoni è un acido e un accettore di protoni una base.
Il decadimento del protone
In base alle conoscenze attuali di fisica particellare il protone è una particella stabile. Ciò vuol dire che esso non decade in altre particelle. Questo è dovuto alla conservazione del numero barionico nei processi elementari. Infatti il barione più leggero è proprio il protone. Tuttavia, molti modelli teorici di grande unificazione (GUT), prevedono processi di non conservazione del numero barionico, tra cui il decadimento del protone. Quindi analizzando il decadimento protonico è possibile ricavare informazioni sulle teorie di grande unificazione. Per questo motivo nel mondo sono attivi diversi esperimenti che hanno come obiettivo quello di misurare la vita media del protone. Tale evento, però, se esiste è estremamente raro da richiedere apparati molto grandi e complessi. Attualmente esistono solo dei limiti sperimentali per i diversi canali di decadimento, tutti molto maggiori della vita media dell'universo. Ad esempio, uno dei canali di decadimento maggiormente studiato è il seguente:
p → e+ + π0
con un limite inferiore per la vita media parziale pari a 1,6*1033 anni .
Viene anche definito un raggio classico del protone:
pari a 1.5 × 10-18m, il quale però non ha alcun significato fisico.
Il protone viene iscritto alla categoria dei barioni, in quanto è "composto" da tre quark, detti di valenza: due up e un down.
I protoni e la chimica
Il nucleo del più comune isotopo dell'idrogeno (il prozio) è costituito esclusivamente da un protone. I nuclei degli altri atomi sono composti da neutroni e protoni tenuti insieme dalla forza forte, che contrasta efficacemente la repulsione coulombiana e consente alle particelle neutre di restare legate a quelle cariche. Il numero di protoni nel nucleo, detto numero atomico, determina le proprietà chimiche dell'atomo e la natura stessa dell'elemento.
In chimica e biochimica il termine viene usato quasi sempre impropriamente per riferirsi allo ione dell'idrogeno in soluzione acquosa (idrogenione), mentre in realtà il protone libero in soluzione acquosa non esiste ed esiste invece il composto covalente catione idrossonio o semplicemente ossonio H3O+. In questo contesto, secondo la teoria acido-base di Broensted-Lowry, un donatore di protoni è un acido e un accettore di protoni una base.
Il decadimento del protone
In base alle conoscenze attuali di fisica particellare il protone è una particella stabile. Ciò vuol dire che esso non decade in altre particelle. Questo è dovuto alla conservazione del numero barionico nei processi elementari. Infatti il barione più leggero è proprio il protone. Tuttavia, molti modelli teorici di grande unificazione (GUT), prevedono processi di non conservazione del numero barionico, tra cui il decadimento del protone. Quindi analizzando il decadimento protonico è possibile ricavare informazioni sulle teorie di grande unificazione. Per questo motivo nel mondo sono attivi diversi esperimenti che hanno come obiettivo quello di misurare la vita media del protone. Tale evento, però, se esiste è estremamente raro da richiedere apparati molto grandi e complessi. Attualmente esistono solo dei limiti sperimentali per i diversi canali di decadimento, tutti molto maggiori della vita media dell'universo. Ad esempio, uno dei canali di decadimento maggiormente studiato è il seguente:
p → e+ + π0
con un limite inferiore per la vita media parziale pari a 1,6*1033 anni .
Neutrone
In fisica, il neutrone è una particella subatomica senza carica elettrica e con massa a riposo di 939,57 MeV (leggermente superiore a quella del protone, pari a 938,27 MeV).
I nuclei atomici degli elementi (ad eccezione del più comune isotopo dell'idrogeno, che consiste di un singolo protone) sono composti da protoni e neutroni.
I protoni all'interno del nucleo si trasformano continuamente in neutroni e viceversa, mediante l'emissione e l'assorbimento di pioni. Il neutrone è classificato come barione, ed è costituito da due quark down e un quark up.
La caratteristica dei neutroni, che li differenzia dalle altre particelle subatomiche, è l'assenza di carica elettrica. Questa proprietà dei neutroni, che ne ritardò la scoperta, li rende molto penetranti e difficili da osservare direttamente. Le particelle cariche (come i protoni, gli elettroni e le particelle alfa) perdono energia quando passano attraverso la materia, a causa delle forze elettromagnetiche che ionizzano gli atomi con cui tali particelle si trovano a interagire. Il neutrone risente soltanto marginalmente di queste forze, mentre è soggetto all'azione della forza nucleare forte, che però ha un corto raggio d'azione ed è efficace soltanto se il neutrone si trova molto vicino ad un nucleo. Di conseguenza, un neutrone libero prosegue il suo tragitto sostanzialmente indisturbato fino a quando non urta "frontalmente" con un nucleo. A causa della ridotta sezione trasversale dei nuclei, queste collisioni avvengono molto raramente e i neutroni percorrono grandi distanze prima di collidere. Nel caso di una collisione di tipo elastico, il nucleo colpito è messo in movimento dal neutrone, con una velocità che è relativamente bassa se si tratta di un nucleo pesante; nel caso si tratti di un protone (che ha una massa approssimativamente pari a quella del neutrone), esso viene proiettato in avanti con una frazione significativa della velocità originaria del neutrone, che a sua volta rallenta. I nuclei messi in moto mediante queste collisioni sono carichi, producono ionizzazione e possono essere facilmente rilevati sperimentalmente.
L'assenza di carica del neutrone, lo rende non solo difficile da rilevare, ma anche difficile da controllare. Le particelle cariche possono essere accelerate, decelerate e deflesse da campi elettrici o magnetici, che però non hanno praticamente effetto sui neutroni. Inoltre, i neutroni liberi possono essere ottenuti solo dalla disintegrazione del nucleo; non ne esiste una sorgente naturale. L'unico mezzo per controllare i neutroni liberi è quello di porre dei nuclei sulla loro traiettoria, in modo che i neutroni vengano rallentati, deflessi o assorbiti nella collisione. Questi effetti sono di grande importanza nei reattori e nelle armi nucleari.
STORIA:
Nel 1930, in Germania, Walther Bothe e H. Becker, osservarono che se le particelle alfa del polonio, dotate di grande energia, incidevano su nuclei di elementi leggeri, specificatamente berillio, boro e litio, era prodotta una radiazione particolarmente penetrante. In un primo momento si ritenne che potesse trattarsi di radiazione gamma, sebbene si mostrasse più penetrante dei raggi gamma allora conosciuti e i dettagli dei risultati sperimentali fossero difficili da interpretare in tali termini. Il successivo contributo fu apportato a cavallo tra il 1931 e il 1932 da Irene Curie e suo marito F. Joliot a Parigi: essi mostrarono che questa radiazione misteriosa, se colpiva paraffina o altri composti contenenti idrogeno, ne provocava l'espulsione di protoni di alta energia. Ciò non era del tutto in contrasto con la supposta natura elettromagnetica della radiazione, ma una dettagliata analisi quantitativa delle misure rendeva difficile abbracciare tale ipotesi. Finalmente, all'inizio del 1932, il fisico James Chadwick, in Inghilterra, eseguì una serie di misurazioni che mostrarono come l'ipotesi dei raggi gamma fosse insufficiente a dare conto dei dati osservativi. Egli congetturò che la radiazione penetrante del berillio consistesse in particelle neutre dotate di massa approssimativamente uguale a quella dei protoni, la cui esistenza era stata congetturata più di un decennio prima, ma la cui ricerca sperimentale si era rivelata fino ad allora infruttuosa.
I nuclei atomici degli elementi (ad eccezione del più comune isotopo dell'idrogeno, che consiste di un singolo protone) sono composti da protoni e neutroni.
I protoni all'interno del nucleo si trasformano continuamente in neutroni e viceversa, mediante l'emissione e l'assorbimento di pioni. Il neutrone è classificato come barione, ed è costituito da due quark down e un quark up.
La caratteristica dei neutroni, che li differenzia dalle altre particelle subatomiche, è l'assenza di carica elettrica. Questa proprietà dei neutroni, che ne ritardò la scoperta, li rende molto penetranti e difficili da osservare direttamente. Le particelle cariche (come i protoni, gli elettroni e le particelle alfa) perdono energia quando passano attraverso la materia, a causa delle forze elettromagnetiche che ionizzano gli atomi con cui tali particelle si trovano a interagire. Il neutrone risente soltanto marginalmente di queste forze, mentre è soggetto all'azione della forza nucleare forte, che però ha un corto raggio d'azione ed è efficace soltanto se il neutrone si trova molto vicino ad un nucleo. Di conseguenza, un neutrone libero prosegue il suo tragitto sostanzialmente indisturbato fino a quando non urta "frontalmente" con un nucleo. A causa della ridotta sezione trasversale dei nuclei, queste collisioni avvengono molto raramente e i neutroni percorrono grandi distanze prima di collidere. Nel caso di una collisione di tipo elastico, il nucleo colpito è messo in movimento dal neutrone, con una velocità che è relativamente bassa se si tratta di un nucleo pesante; nel caso si tratti di un protone (che ha una massa approssimativamente pari a quella del neutrone), esso viene proiettato in avanti con una frazione significativa della velocità originaria del neutrone, che a sua volta rallenta. I nuclei messi in moto mediante queste collisioni sono carichi, producono ionizzazione e possono essere facilmente rilevati sperimentalmente.
L'assenza di carica del neutrone, lo rende non solo difficile da rilevare, ma anche difficile da controllare. Le particelle cariche possono essere accelerate, decelerate e deflesse da campi elettrici o magnetici, che però non hanno praticamente effetto sui neutroni. Inoltre, i neutroni liberi possono essere ottenuti solo dalla disintegrazione del nucleo; non ne esiste una sorgente naturale. L'unico mezzo per controllare i neutroni liberi è quello di porre dei nuclei sulla loro traiettoria, in modo che i neutroni vengano rallentati, deflessi o assorbiti nella collisione. Questi effetti sono di grande importanza nei reattori e nelle armi nucleari.
STORIA:
Nel 1930, in Germania, Walther Bothe e H. Becker, osservarono che se le particelle alfa del polonio, dotate di grande energia, incidevano su nuclei di elementi leggeri, specificatamente berillio, boro e litio, era prodotta una radiazione particolarmente penetrante. In un primo momento si ritenne che potesse trattarsi di radiazione gamma, sebbene si mostrasse più penetrante dei raggi gamma allora conosciuti e i dettagli dei risultati sperimentali fossero difficili da interpretare in tali termini. Il successivo contributo fu apportato a cavallo tra il 1931 e il 1932 da Irene Curie e suo marito F. Joliot a Parigi: essi mostrarono che questa radiazione misteriosa, se colpiva paraffina o altri composti contenenti idrogeno, ne provocava l'espulsione di protoni di alta energia. Ciò non era del tutto in contrasto con la supposta natura elettromagnetica della radiazione, ma una dettagliata analisi quantitativa delle misure rendeva difficile abbracciare tale ipotesi. Finalmente, all'inizio del 1932, il fisico James Chadwick, in Inghilterra, eseguì una serie di misurazioni che mostrarono come l'ipotesi dei raggi gamma fosse insufficiente a dare conto dei dati osservativi. Egli congetturò che la radiazione penetrante del berillio consistesse in particelle neutre dotate di massa approssimativamente uguale a quella dei protoni, la cui esistenza era stata congetturata più di un decennio prima, ma la cui ricerca sperimentale si era rivelata fino ad allora infruttuosa.
neutrone, protone e elettrone...
NEUTRONE
Particella elementare con carica nulla. Scoperto da J. Chadwich nel 1932, costituisce il nucleo degli atomi insieme al protone. Se libero ha una vita media di ca 9x10alla seconda secondi e tende a decadere in un protone, un elettrone e un antineutrino. Per spiegare la presenza di momento magnetico pur essendo nulla la carica, si suppone oggi che il neutrone sia composto da tre quark (due d e un u).
PROTONE
Particella elementare della famiglia dei nucleoni, così chiamata da E. Rutherford nel 1920, con carica uguale e opposta (positiva) a quella dell'elettrone, come è dimostrato dal fatto che l'atomo di idrogeno è elettricamente neutro. E' considerato quasi-stabile e insieme al neutrone è il costituente dei nuclei atomici. La fisica delle alte energie ha permesso di affermare che il protone è dotato di struttura interna e quindi non può essere considerato alla stregua delle particelle "elementari" come i leptoni.
ELETTRONE
Particella elementare stabile la prima ad essere identificata e studiata (J.J. Thomson, 1897) e la più leggera dotata di carica elettrica; tale carica è per convenzione considerata negativa. E' la più piccola carica libera conosciuta. Gli elettroni sono costituenti fondamentali dell'atomo, occupandone quasi tutto il volume e ruotando intorno al nucleo, in virtù di forze elettromagnetiche. L'interazione elettromagnetica fra elettroni e la relativa libertà di spostamento nei metalli (conduzione) spiegano la maggior parte dei fenomeni elettrici e chimico-fisici oggi conosciuti.
Particella elementare con carica nulla. Scoperto da J. Chadwich nel 1932, costituisce il nucleo degli atomi insieme al protone. Se libero ha una vita media di ca 9x10alla seconda secondi e tende a decadere in un protone, un elettrone e un antineutrino. Per spiegare la presenza di momento magnetico pur essendo nulla la carica, si suppone oggi che il neutrone sia composto da tre quark (due d e un u).
PROTONE
Particella elementare della famiglia dei nucleoni, così chiamata da E. Rutherford nel 1920, con carica uguale e opposta (positiva) a quella dell'elettrone, come è dimostrato dal fatto che l'atomo di idrogeno è elettricamente neutro. E' considerato quasi-stabile e insieme al neutrone è il costituente dei nuclei atomici. La fisica delle alte energie ha permesso di affermare che il protone è dotato di struttura interna e quindi non può essere considerato alla stregua delle particelle "elementari" come i leptoni.
ELETTRONE
Particella elementare stabile la prima ad essere identificata e studiata (J.J. Thomson, 1897) e la più leggera dotata di carica elettrica; tale carica è per convenzione considerata negativa. E' la più piccola carica libera conosciuta. Gli elettroni sono costituenti fondamentali dell'atomo, occupandone quasi tutto il volume e ruotando intorno al nucleo, in virtù di forze elettromagnetiche. L'interazione elettromagnetica fra elettroni e la relativa libertà di spostamento nei metalli (conduzione) spiegano la maggior parte dei fenomeni elettrici e chimico-fisici oggi conosciuti.
L' elettrone
Elettrone = particella subatomica. Consiste in una carica elettrica negativa di qe = 1,602 · 10−19 C e una massa di circa 9,10 · 10−31 kg (0,511 MeV/c²).
L'elettrone viene scritto con il simbolo e−. L'antiparticella dell'elettrone è il positrone, che ha una carica elettrica positiva. Gli atomi sono formati da un nucleo (composto da protoni e neutroni) circondato da elettroni. La massa dell'elettrone è 1/1836 di quella dei neutroni e protoni.L'elettrone fa parte della classe delle particelle subatomiche dette leptoni, componenti fondamentali della materia (non scomponibili in particelle più piccole).l'elettrone ha spin semi - intero pari a 1/2, il che implica che è un fermione, ovvero, rispetta la statistica di Fermi-Dirac e il principio di esclusione di Pauli, non è quindi possibile avere più elettroni nello stesso stato.
L'elettrone viene scritto con il simbolo e−. L'antiparticella dell'elettrone è il positrone, che ha una carica elettrica positiva. Gli atomi sono formati da un nucleo (composto da protoni e neutroni) circondato da elettroni. La massa dell'elettrone è 1/1836 di quella dei neutroni e protoni.L'elettrone fa parte della classe delle particelle subatomiche dette leptoni, componenti fondamentali della materia (non scomponibili in particelle più piccole).l'elettrone ha spin semi - intero pari a 1/2, il che implica che è un fermione, ovvero, rispetta la statistica di Fermi-Dirac e il principio di esclusione di Pauli, non è quindi possibile avere più elettroni nello stesso stato.
sabato 7 marzo 2009
Elettrone, Protone e Neutrone.
L'elettrone è una delle 3 particelle costituente l'atomo. L'elettrone è il piu leggero e il piu piccolo; così piccolo da non poter essere misurato per questo è chiamato "puntiforme".
Non possiede una struttura interna e non è composta da particelle piu piccole.
Abbreviato con il simbolo "e-" e ha una carica negativa.
la sua scoperta avvenne nel 1897 da parte di J.J THOMPSON.
La sua massa è: me = 9.1 × 10 elevato a -28 gr
Il protone é, invece, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico.Piu pesante dell elettrone.La sua massa è circa 2000 quella dell elettrone.
la sua massa: mp = 1.67 × 10 elevato a -24 gr
il suo raggio è: rp = 1 fm (1 fm = 10 elevato a -15 m)
Prende il nome dal fisico italiano Enrico Fermi, è usata anche per le misure atomiche e subatomiche.La sua scoperta non è legata a nessun esperimento
Il neutrone è uno dei 2 costituenti del nucleo atomico.
La sua massa è il 10% maggiore di quella del protone;
il suo raggio è rn = 1 fm
Il suo simbolo è "n" e non ha carica elettrica, quindi è elettricamente Neutra.
Non possiede una struttura interna e non è composta da particelle piu piccole.
Abbreviato con il simbolo "e-" e ha una carica negativa.
la sua scoperta avvenne nel 1897 da parte di J.J THOMPSON.
La sua massa è: me = 9.1 × 10 elevato a -28 gr
Il protone é, invece, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico.Piu pesante dell elettrone.La sua massa è circa 2000 quella dell elettrone.
la sua massa: mp = 1.67 × 10 elevato a -24 gr
il suo raggio è: rp = 1 fm (1 fm = 10 elevato a -15 m)
Prende il nome dal fisico italiano Enrico Fermi, è usata anche per le misure atomiche e subatomiche.La sua scoperta non è legata a nessun esperimento
Il neutrone è uno dei 2 costituenti del nucleo atomico.
La sua massa è il 10% maggiore di quella del protone;
il suo raggio è rn = 1 fm
Il suo simbolo è "n" e non ha carica elettrica, quindi è elettricamente Neutra.
elettrone, protone e neutrone
Verso la fine dell'800 con la scoperta dell'elettrone fu dimostrato che l'atomo non era indivisibile, ma composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine subatomiche). La scoperta dell'elettrone risale al 1897, anno in cui Joseph John Thomson osservò che i raggi catodici erano sensibili ai campi elettrici e magnetici, e che si comportavano come particelle cariche negativamente. Thomson ipotizzò che queste particelle negative fossero una componente di tutti gli atomi.
Goldstein osservò che nei tubi catodici prendevano corpo anche raggi di un'altra natura, che andavano in direzione opposta e quindi erano costituiti da particelle cariche positivamente. Le particelle positive che venivano a formarsi avevano un rapporto di m/c 1836 volte maggiore di quello dell'elettrone. A tali particelle fu dato il nome di protoni.
Il fisico inglese James Chadwick scoprì nel 1932 l'esistenza di una nuova particella neutra con massa quasi uguale a quella del protone: il neutrone. Questa scoperta gli valse il premio Nobel per la fisica nel 1935.
Goldstein osservò che nei tubi catodici prendevano corpo anche raggi di un'altra natura, che andavano in direzione opposta e quindi erano costituiti da particelle cariche positivamente. Le particelle positive che venivano a formarsi avevano un rapporto di m/c 1836 volte maggiore di quello dell'elettrone. A tali particelle fu dato il nome di protoni.
Il fisico inglese James Chadwick scoprì nel 1932 l'esistenza di una nuova particella neutra con massa quasi uguale a quella del protone: il neutrone. Questa scoperta gli valse il premio Nobel per la fisica nel 1935.
venerdì 6 marzo 2009
Spettroscopia
La misura e lo studio di uno spettro viene chiamato spettroscopia, e per spettro intendiamo la gamma di colori che possiamo osservare quando la luce bianca viene dispersa mediante un prisma, e con la scoperta della natura ondulatoria della luce, questo termine venne riferito all’intensità della luce in funzione della sua frequenza e lunghezza d’onda.
Oggi il termine spettro è riferito a un flusso di particelle in funzione della loro energia, lunghezza d’onda, frequenza o massa.
Uno strumento che permette di misurare uno spettro viene chiamato spettrometro, spettrografo o spettrofotometro.
Oggi il termine spettro è riferito a un flusso di particelle in funzione della loro energia, lunghezza d’onda, frequenza o massa.
Uno strumento che permette di misurare uno spettro viene chiamato spettrometro, spettrografo o spettrofotometro.
lunedì 23 febbraio 2009
Mini Guida Berlino
Potete scaricate e stampare queste note su Berlino. C'è qualche notizia che può tornare utile in gita.
mercoledì 18 febbraio 2009
William Crookes
William Crookes, chimico e fisico britannico, nacque a Londra il 17 giugno 1832. Questi compì ricerche in numerosi campi della fisica e della chimica.
Nel 1861, grazie all’analisi spettroscopica, riesce a individuare e a isolare, un nuovo elemento che aveva la caratteristica di emettere un raggio di colore verde intenso nello spettro elettromagnetico; e per questa sua particolarità che è stato chiamato tallio, dal greco germoglio verde.
Per determinare il peso atomico del tallio, Crookes si interessa della produzione dei vuoti spinti, ed è questo aspetto delle sue ricerche che lo spinge a interessarsi allo studio dei raggi catodici, che ora sappiamo essere dei semplici flussi di elettroni, e allo sviluppo di tecniche capaci di produrre vuoti pari anche a un milionesimo di atmosfera. Sappiamo dunque che questi particolari raggi viaggiano in linea retta, producono fluorescenza nel vetro di cui sono costituiti i tubi catodici nei quali avviene la produzione stessa dei raggi, e sono sensibili all’azione di un campo magnetico. Crookes sostiene inoltre che la natura dei raggi catodici sia corpuscolare e non ondulatoria.
Lo scienziato inglese si occupa tra le altre cose anche di ricerche scientifiche in ambito commerciale e tecnologico, dalla produzione di zucchero all’illuminazione elettrica, dai fertilizzanti azotati alla telegrafia senza fili.
Il 4 aprile del 1919 William Crookes muore a Londra.
Nel 1861, grazie all’analisi spettroscopica, riesce a individuare e a isolare, un nuovo elemento che aveva la caratteristica di emettere un raggio di colore verde intenso nello spettro elettromagnetico; e per questa sua particolarità che è stato chiamato tallio, dal greco germoglio verde.
Per determinare il peso atomico del tallio, Crookes si interessa della produzione dei vuoti spinti, ed è questo aspetto delle sue ricerche che lo spinge a interessarsi allo studio dei raggi catodici, che ora sappiamo essere dei semplici flussi di elettroni, e allo sviluppo di tecniche capaci di produrre vuoti pari anche a un milionesimo di atmosfera. Sappiamo dunque che questi particolari raggi viaggiano in linea retta, producono fluorescenza nel vetro di cui sono costituiti i tubi catodici nei quali avviene la produzione stessa dei raggi, e sono sensibili all’azione di un campo magnetico. Crookes sostiene inoltre che la natura dei raggi catodici sia corpuscolare e non ondulatoria.
Lo scienziato inglese si occupa tra le altre cose anche di ricerche scientifiche in ambito commerciale e tecnologico, dalla produzione di zucchero all’illuminazione elettrica, dai fertilizzanti azotati alla telegrafia senza fili.
Il 4 aprile del 1919 William Crookes muore a Londra.
sabato 14 febbraio 2009
L'atomo
Tutte le sostanze sono costituite da piccole particelle: gli atomi. Gli atomi sono così piccoli che in una capocchia di spillo ve ne sono 60 miliardi.
Sono stati i greci i primi a pensare che la materia fosse composta di particelle. A loro volta, gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole: i protoni, i neutroni e gli elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, gli elettroni negativa e i neutroni non hanno carica.
La struttura dell’atomo
Il cuore di un atomo è formato da un nucleo che è molto piccolo
Sono stati i greci i primi a pensare che la materia fosse composta di particelle. A loro volta, gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole: i protoni, i neutroni e gli elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, gli elettroni negativa e i neutroni non hanno carica.
La struttura dell’atomo
Il cuore di un atomo è formato da un nucleo che è molto piccolo
rispetto all'atomo, ma ne contiene quasi tutta la massa. Le particelle
che lo compongono sono i protoni e i neutroni.
Il numero dei protoni del nucleo è il numero atomico di un elemento;
Il numero dei protoni del nucleo è il numero atomico di un elemento;
quello di protoni e dei neutroni insieme indica, invece, il numero di massa.
Gli elettroni, che sono esterni al nucleo, sono numericamente uguali ai
Gli elettroni, che sono esterni al nucleo, sono numericamente uguali ai
protoni, ma hanno una massa molto piccola.
chimica
L'ATOMO
Sono stati i greci i primi a pensare che la materia fosse composta di particelle. A loro volta, gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole: i protoni, i neutroni e gli elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, gli elettroni negativa e i neutroni non hanno carica.
STRUTTURA DELL'ATOMO
Il cuore di un atomo è formato da un nucleo che è molto piccolo rispetto all'atomo, ma ne contiene quasi tutta la massa. Le particelle che lo compongono sono i protoni e i neutroni.Il numero dei protoni del nucleo è il numero atomico di un elemento; quello di protoni e dei neutroni insieme indica, invece, il numero di massa.Gli elettroni, che sono esterni al nucleo, sono numericamente uguali ai protoni, ma hanno una massa molto piccola.
LA TEORIA ATOMICA DI DALTON
All'inizio del 1800 lo scienziato inglese John Dalton formulò la prima teoria atomica della materia scientificamente valida. Dalton si rese conto che questa ipotesi forniva una perfetta chiave di interpretazione di tutte le fondamentali leggi della chimica a quei tempi già note (la legge di conservazione della massa, la legge delle proporzioni definite e la legge delle proporzioni multiple da lui stesso enunciata).Il termine atomo (dal greco: indivisibile) fu ripreso dal filosofo greco Democrito che per primo, nel IV sec. a.C., aveva ipotizzato che la materia fosse costituita da particelle indivisibili. Quella di Democrito era una teoria filosofica, non si basava cioè su dati oggettivi e non incontrò daltronde un grande favore. Nei secoli che seguirono, infatti, le interpretazioni più seguite furono altre e fu necessario aspettare 2000 anni perchè queste idee riprendessero piede. Dal 1800 a oggi la teoria atomica di Dalton ha avuto continue conferme e da non molti anni, attraverso l'uso di tecniche microscopiche sofisticate, è stato anche possibile ottenere immagini dirette di alcuni atomi.
I punti principali della teoria atomica di Dalton possono essere così schematizzati:
La materia ha una natura discontinua ed è costituita da particelle microscopiche non ulteriormnte divisibili (atomi).
Gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali.
Gli atomi di elementi differenti sono diversi.
Nei composti e nelle reazioni chimiche non possono essere presenti che numeri interi di atomi (non ha cioè senso parlare di frazioni di atomi).
Anche la teoria di Dalton tuttavia dovette ben presto essere modificata. Le nuove scoperte fatte tra la fine del 1800 e l'inizio del 1900 dimostrarono infatti che l'atomo è divisibile e costituito da particelle più piccole dette subatomiche. Rimane valida la seguente definizione di atomo:
L'atomo è la più piccola parte di un elemento che ne mantiene le caratteristiche.
L'elettrone
Delle tre particelle che costituiscono l’atomo, l’elettrone è il più leggero, la sua massa è
infatti: me = 9.1 × 10-28 gr. L’elettrone viene abbreviato con il simbolo “e”. L’elettrone è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole, la carica di questo è negativa.
La scoperta degli elettroni nel 1897 avviene da parte di J.J.Thompson. Egli mentre studiava la natura dei raggi catodici per mezzo di tubi a scarica nei gas, scoprì tramite delle scariche elettriche prodotte da lui stesso all’interno di un tubo che conteneva un gas rarefatto un flusso di particelle con carica negativa, che venivano dal catodo, e costituenti quindi i raggi catodici. Il fisico arrivò alla conclusione che con qualunque gas e materiale usato per l’apparecchiatura il risultato sarebbe stato il medesimo, e dedusse che queste particelle chiamate in seguito elettroni facevano parte dell’atomo stesso. In seguito scoprì che un elettrone è all’incirca 1840 volte più piccolo di un atomo di idrogeno (H).
Il protone
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e. La scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso. Intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone. La sua scoperta viene generalmente attribuita a Ernest Rutherford.
Il neutrone
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone. Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica, ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone.
Ernest Rutherford
Fisico, ideò il modello planetario dell'atomo; fu tra i primi a comprendere la natura della disintegrazione spontanea degli atomi radioattivi degli elementi ed a conseguire la disintegrazione artificiale del nucleo, ponendo così le basi della "teoria della radioattività". Per questo, nel 1908, gli fu assegnato il premio Nobel per la chimica.
Nel 1895 vince una borsa di studio per il famoso Laboratorio Cavendish di Cambridge, diretto da J.J.Thomson, ove svolse importanti ricerche che gli meritarono, nel 1897, la cattedra di fisica all'Università di Montreal, dove iniziò lo studio della radioattività.Nel 1907 ottenne una cattedra all'Università di Manchester; nel 1918 viene nominato "socio straniero" dell'Accademia Nazionale dei Lincei. Nel 1919 successe a Thomson nella cattedra all'Università di Cambridge e nella direzione dei Laboratori Cavendish, uno dei traguardi maggiormente ambiti nel mondo scientifico.Fu eletto membro onorario di quasi tutte la Accademie scientifiche del mondo, ed alla sua morte fu sepolto a Westminster.
Non comprese la teoria della relatività ma sostenne Bohr nelle ricerche di fisica quantistica e con i suoi esperimenti sulle particelle a giunse al concetto di nucleo dell'atomo, chiave di volta di tutta la fisica moderna.
Sono stati i greci i primi a pensare che la materia fosse composta di particelle. A loro volta, gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole: i protoni, i neutroni e gli elettroni. I protoni hanno carica elettrica positiva, gli elettroni negativa e i neutroni non hanno carica.
STRUTTURA DELL'ATOMO
Il cuore di un atomo è formato da un nucleo che è molto piccolo rispetto all'atomo, ma ne contiene quasi tutta la massa. Le particelle che lo compongono sono i protoni e i neutroni.Il numero dei protoni del nucleo è il numero atomico di un elemento; quello di protoni e dei neutroni insieme indica, invece, il numero di massa.Gli elettroni, che sono esterni al nucleo, sono numericamente uguali ai protoni, ma hanno una massa molto piccola.
LA TEORIA ATOMICA DI DALTON
All'inizio del 1800 lo scienziato inglese John Dalton formulò la prima teoria atomica della materia scientificamente valida. Dalton si rese conto che questa ipotesi forniva una perfetta chiave di interpretazione di tutte le fondamentali leggi della chimica a quei tempi già note (la legge di conservazione della massa, la legge delle proporzioni definite e la legge delle proporzioni multiple da lui stesso enunciata).Il termine atomo (dal greco: indivisibile) fu ripreso dal filosofo greco Democrito che per primo, nel IV sec. a.C., aveva ipotizzato che la materia fosse costituita da particelle indivisibili. Quella di Democrito era una teoria filosofica, non si basava cioè su dati oggettivi e non incontrò daltronde un grande favore. Nei secoli che seguirono, infatti, le interpretazioni più seguite furono altre e fu necessario aspettare 2000 anni perchè queste idee riprendessero piede. Dal 1800 a oggi la teoria atomica di Dalton ha avuto continue conferme e da non molti anni, attraverso l'uso di tecniche microscopiche sofisticate, è stato anche possibile ottenere immagini dirette di alcuni atomi.
I punti principali della teoria atomica di Dalton possono essere così schematizzati:
La materia ha una natura discontinua ed è costituita da particelle microscopiche non ulteriormnte divisibili (atomi).
Gli atomi di uno stesso elemento sono tutti uguali.
Gli atomi di elementi differenti sono diversi.
Nei composti e nelle reazioni chimiche non possono essere presenti che numeri interi di atomi (non ha cioè senso parlare di frazioni di atomi).
Anche la teoria di Dalton tuttavia dovette ben presto essere modificata. Le nuove scoperte fatte tra la fine del 1800 e l'inizio del 1900 dimostrarono infatti che l'atomo è divisibile e costituito da particelle più piccole dette subatomiche. Rimane valida la seguente definizione di atomo:
L'atomo è la più piccola parte di un elemento che ne mantiene le caratteristiche.
L'elettrone
Delle tre particelle che costituiscono l’atomo, l’elettrone è il più leggero, la sua massa è
infatti: me = 9.1 × 10-28 gr. L’elettrone viene abbreviato con il simbolo “e”. L’elettrone è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole, la carica di questo è negativa.
La scoperta degli elettroni nel 1897 avviene da parte di J.J.Thompson. Egli mentre studiava la natura dei raggi catodici per mezzo di tubi a scarica nei gas, scoprì tramite delle scariche elettriche prodotte da lui stesso all’interno di un tubo che conteneva un gas rarefatto un flusso di particelle con carica negativa, che venivano dal catodo, e costituenti quindi i raggi catodici. Il fisico arrivò alla conclusione che con qualunque gas e materiale usato per l’apparecchiatura il risultato sarebbe stato il medesimo, e dedusse che queste particelle chiamate in seguito elettroni facevano parte dell’atomo stesso. In seguito scoprì che un elettrone è all’incirca 1840 volte più piccolo di un atomo di idrogeno (H).
Il protone
Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e. La scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso. Intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone. La sua scoperta viene generalmente attribuita a Ernest Rutherford.
Il neutrone
Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone. Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica, ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone.
Ernest Rutherford
Fisico, ideò il modello planetario dell'atomo; fu tra i primi a comprendere la natura della disintegrazione spontanea degli atomi radioattivi degli elementi ed a conseguire la disintegrazione artificiale del nucleo, ponendo così le basi della "teoria della radioattività". Per questo, nel 1908, gli fu assegnato il premio Nobel per la chimica.
Nel 1895 vince una borsa di studio per il famoso Laboratorio Cavendish di Cambridge, diretto da J.J.Thomson, ove svolse importanti ricerche che gli meritarono, nel 1897, la cattedra di fisica all'Università di Montreal, dove iniziò lo studio della radioattività.Nel 1907 ottenne una cattedra all'Università di Manchester; nel 1918 viene nominato "socio straniero" dell'Accademia Nazionale dei Lincei. Nel 1919 successe a Thomson nella cattedra all'Università di Cambridge e nella direzione dei Laboratori Cavendish, uno dei traguardi maggiormente ambiti nel mondo scientifico.Fu eletto membro onorario di quasi tutte la Accademie scientifiche del mondo, ed alla sua morte fu sepolto a Westminster.
Non comprese la teoria della relatività ma sostenne Bohr nelle ricerche di fisica quantistica e con i suoi esperimenti sulle particelle a giunse al concetto di nucleo dell'atomo, chiave di volta di tutta la fisica moderna.
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