- Che cos'è un atomo?
- Come è composto un atomo?
- Come si combinano gli atomi?
- Parti di un atomo
- Storia dell'atomo
- Molecola
Spieghiamo cos'è un atomo e come è composta ciascuna delle sue parti. Inoltre, la sua storia, gli studi su di essa e che cos'è una molecola.
Che cos'è un atomo?
La più piccola unità che costituisce il questione.
La parola atomo deriva dal greco antico (atomo, "Senza divisione") e fu coniato dai primi filosofi per teorizzare sulla composizione delle cose, cioè le particelle elementari del universo. Da allora, con l'emergere del modelli atomici, il modo di immaginarli è variato enormemente, poiché un modello atomico è succeduto al precedente attraverso i secoli, fino a raggiungere quello che usiamo oggi.
Gli atomi hanno le proprietà di elemento chimico che compongono e, a loro volta, gli elementi sono organizzati e classificati secondo la loro numeri atomici, configurazione elettronica e proprietà chimiche in Tavola periodica degli elementi.
Lo stesso elemento chimico può essere composto da atomi diversi della stessa classe, cioè con lo stesso numero atomico (numero di protoni che ogni atomo ha nell'elemento), sebbene le loro masse atomiche siano diverse.
Ad esempio, esistono atomi diversi dello stesso elemento che differiscono nel numero di neutroni, e sono chiamati isotopi, un caso rappresentativo sono gli isotopi dell'elemento carbonio (12C, 13C, 14C). Quindi, ogni atomo appartiene o meno allo stesso elemento chimico, a seconda del suo numero di protoni, quindi gli atomi con lo stesso numero di protoni appartengono allo stesso elemento chimico.
Come è composto un atomo?
Gli atomi sono costituiti da un nucleo e da uno o più elettroni (che hanno una carica negativa) attorno ad esso. Il nucleo è formato da particelle chiamate protoni e neutroni. I protoni sono carichi positivamente e i neutroni sono neutri. L'insieme di protoni e neutroni è chiamato nucleoni.
Protoni ed elettroni sono attratti l'uno dall'altro dalla forza elettromagnetica (l'interazione di particelle cariche con i campi elettrici e magnetici), mentre protoni e neutroni sono attratti l'uno dall'altro dalla forza nucleare (forza sperimentata solo dalle particelle che compongono il nucleo atomico).
Come si combinano gli atomi?
Gli atomi possono combinarsi tra loro per formare legami chimici, cosa succede quando condividono i loro elettroni in un modo o nell'altro. I legami chimici possono essere covalente, ionico sì metallico, che origina composti molecolari covalenti, reti ioniche o composti metallici (anche se è importante chiarire che nessun legame chimico è assolutamente covalente o ionico). In questo modo, gli atomi possono combinarsi per formare molecole semplice come il Acqua, così come per formare macromolecole complesso come proteina, DNA sì RNA.
Sebbene gli atomi si distinguano tra loro grazie alla configurazione delle loro particelle, è anche vero che tutti gli atomi di uno stesso elemento sono esattamente identici: gli atomi di idrogeno nel sole Sono gli stessi che compongono il nostro corpo e gli atomi di carbonio nel corpo di un cane sono identici a quelli che compongono un diamante. La differenza sta nel modo in cui gli atomi si combinano per costituire i diversi composti chimici che compongono gli organi e i sistemi di organi nel creature viventi, i materiali generati nel industria, e tutta la materia che compone l'universo.
Parti di un atomo
Gli atomi sono costituiti da due parti essenziali:
- Il nucleo. Circa il 99,94% della massa di un atomo è concentrato nel nucleo, dove si trovano i protoni e i neutroni (che insieme vengono chiamati "nucleoni"), uniti da forti forze nucleari, che impedisce ai protoni che si respingono, avendo la stessa caricare.
- Gli orbitali atomici. Un orbitale descrive una regione di spazio che circonda il nucleo atomico in cui il probabilità trovare un elettrone è molto alto. Queste regioni hanno forme diverse che si ottengono risolvendo l'equazione di Schrödinger stazionaria. Erwin Schrödinger era uno scienziato austriaco che sviluppò questa equazione nel 1925 per calcolare l'evoluzione di una particella subatomica, come gli elettroni. Pertanto, gli elettroni formano una sorta di "nube" attorno al nucleo, che è rappresentato dalla forma degli orbitali atomici. D'altra parte, ogni orbitale atomico corrisponde a un certo valore energetico per gli elettroni, quindi sono organizzati in base ai loro valori energetici. La figura seguente mostra le forme dei primi orbitali atomici:
Storia dell'atomo
Il primo a formulare l'idea dell'esistenza degli atomi fu il filosofo greco Democrito (s.V-VI aC) da speculazioni puramente immaginarie (come la scienza era intesa a quel tempo).
I suoi studi furono ripresi da filosofi successivi come Leucippo ed Epicuro, ma fu trascurato durante il medievale, offuscato dalla spiegazione creazionista del mondo, che attribuiva tutto a Dio.
Bisognava aspettare il 1773 quando il chimico francese Antoine de Lavoisier postulò la sua teoria sulla non creazione o distruzione della materia (si trasforma solo) o Legge di conservazione della massa, che permise a John Dalton di formulare la prima teoria atomica moderna nel 1804.
Successivi studiosi della fisico e il chimica si sono ispirati al suo lavoro per proporre sistemi migliori e più complessi per la comprensione delle particelle fondamentali della materia. Successivamente furono proposti nuovi modelli atomici fino a quelli oggi più utilizzati.
La struttura accettata contemporanea è quella derivata dal esperimenti di Rutherford nel 1911, insieme alle formulazioni di Niels Bohr, Schrödinger e Heisenberg.
Molecola
Una molecola è nota come unione di due o più atomi attraverso legami chimici per formare una struttura più complessa ed elettricamente neutra. I legami chimici possono essere covalenti o ionici.
Le molecole possono essere costituite da atomi dello stesso elemento chimico, ad esempio la molecola di ossigeno (O2), o da atomi di elementi chimici diversi, ad esempio la molecola di glucosio. Anche i gas monoatomici, ad esempio l'elio (He), sono considerati molecole.