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la struttura di un Atomo

La struttura dell’atomo: Da cosa è formato?

Qua avevamo parlato di DNA, RNA e Proteine, scoprendo quali fossero i loro costituenti.
Gli amminoacidi, i nucleotidi, così come tutta la materia vivevente e non, sono costituiti da un numero, relativamente piccolo, di atomi che, combinandosi tra loro in proporzioni diverse, formano tutto ciò che conosciamo sulla Terra o in qualsiasi altra parte dell’universo conosciuto.

Ma che cos’è un Atomo? Da cosa è composto?

Dalton lo definì così “Un atomo è la più piccola parte di un elemento che mantiene le caratteristiche chimiche di quell’elemento” e risulta composto da 3 particelle subatomiche:

Protoni: Dotati di carica positiva e massa pari a 1,672 × 10-27 Kg
Neutroni: Privi di carica e massa praticamente identica a quella dei protoni
Elettroni: Dotati di carica negativa, ma aventi massa trascurabile (circa 1/1800 della massa di un protone)

La massa di un protone è chiamata unità di massa atomica (u.m.a.), a sua volta utilizzata per quantificare il peso degli atomi.

Un atomo è composto da un nucleo, contenente Protoni e Neutroni, e da Elettroni che attorno ad esso girano, in regioni chiamate Orbitali.
La massa di un atomo si indica col Numero di Massa (A) e rappresenta la somma dei Protoni e dei Neutroni, mentre il Numero Atomico (Z) indica il numero di Protoni.

In un atomo neutro il numero atomico corrisponde al numero di elettroni ed è caratteristico di un elemento chimico, ad esempio tutti gli atomi di Carbonio hanno 6 protoni. Il numero di massa, invece, può cambiare pur essendo lo stesso elemento, atomi che hanno ugual numero atomico, ma diverso numero di massa, si chiamano Isotopi e differiscono, dunque, per il numero di neutroni. Ad esempio, il Carbonio-12 ha solo 6 neutroni, mentre il Carbonio-14 ne ha 8 e peseranno, rispettivamente, 12 e 14 u.m.a.

Ogni elemento è indicato con una o due lettere (il Carbonio con “C”), Z viene indicato in basso a sinistra della lettera, mentre A è indicato in alto a sinistra.

Gli Isotopi di uno stesso elemento hanno pesi diversi, dunque, per trovare il peso medio di un elemento, si dovrà considerare anche la percentuale con cui i diversi isotopi sono presenti nell’ambiente.

Peso medio di un elemento = [(Peso Isotopo 1 x % Isotopo 1) + (Peso Isotopo 2 x % Isotopo 2) + (Peso Isotopo n x % Isotopo n)] / 100

Abbiamo accennato che un atomo neutro ha egual numero di protoni ed elettroni, tuttavia gli elettroni che ruotano negli orbitali più esterni possono essere attratti da altri atomi. AtomoGli atomi che hanno perso (o acquistato) un elettrone si chiamano Ioni e, in maniera più specifica, si chiamano Cationi quelli che, avendo ceduto un elettrone, sono diventati carichi positivamente ed Anioni quelli che, viceversa, avranno attratto un elettrone, diventando carichi negativamente. La disposizione ed il numero degli elettroni più esterni determinerà la reattività di un particolare tipo di atomo; come vedremo altrove il legame chimico che tiene uniti due atomi di una molecola null’altro è che una condivisione di elettroni. I due atomi di idrogeno e l’atomo di ossigeno, che formano la molecola H2O, sono “tenuti assieme” dai loro elettroni.

Viceversa, i protoni, determinano solo la massa e le dimensioni di un atomo, ma non sono coinvolti nelle comuni reazioni chimiche. Il loro numero, diversamente da quello degli elettroni, rimane costante e cambia solo durante alcune reazioni di decadimento radioattivo, in cui vengono a formarsi nuovi elementi.





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