Basic HTML Version
Sezione D
Dall’atomo ai composti inorganici e organici
24
sintesi
Concetti, definizioni, termini e dati fondamentali
Flashcard
_
_
+
+
_
+
_
+
+
_
_
+
_
+
+
+
_
_
+
_
1
1
H
2
1
H
3
1
H
idrogeno (prozio, 99,98%)
deuterio (0,015%)
trizio (radioattivo)
_
+
elettrone
protone
neutrone
+
emissione continua di energia
emissione discontinua di energia
_
_
I corpi possono acquisire una
carica elettrica
, misu-
rabile in coulomb (C). Esistono due tipi di cariche elet-
triche: positiva e negativa. Cariche dello stesso segno
si respingono, mentre cariche opposte si attraggono in
base alla
legge di Coulomb
, espressa dalla seguente
equazione:
F k
q
1
q
2
r
2
in cui F è l’intensità della forza elettrostatica attrattiva o
repulsiva, k 9,0 10
9
N m
2
/C
2
è una costante, q
1
e q
2
sono le quantità di carica interagenti e r è la loro recipro-
ca distanza.
In un tubo catodico, con valori bassi di pressione gas-
sosa interna, si originano radiazioni, i
raggi catodici
, che
partono dal catodo e vanno verso l’anodo: si tratta di un
flusso di particelle cariche negativamente, gli
elettroni
,
presenti in tutti gli atomi. Negli atomi sono presenti an-
che i
protoni
, positivi, e i
neutroni
, privi di carica.
Secondo il
modello di Thomson
l’atomo è una sfera
dotata di una carica positiva diffusa, al cui interno sono
distribuiti uniformemente gli elettroni. L’atomo è neutro,
poiché gli elettroni negativi bilanciano la carica positiva,
ed è sostanzialmente omogeneo in tutte le sue parti.
Secondo il
modello planetario di Rutherford
, l’ato-
mo ha al centro il nucleo, costituito da un certo numero
di protoni, e intorno un ugual numero di elettroni in mo-
vimento su orbite circolari. Ogni elettrone è sottoposto
alla forza di attrazione elettrica che lo tiene vincolato al
nucleo e alla forza centrifuga che impedisce ad esso di
cadere sul nucleo.
Numero atomico e numero di massa
Il numero atomico Z è il numero di protoni presenti
nel nucleo di un atomo, mentre il numero di massa
A è la somma di Z con il numero di neutroni N del
nucleo:
A Z N
Si chiama
nuclide
un atomo di caratteristiche nucleari
ben definite. Indicando con X il simbolo chimico dell’ele-
mento, un nuclide si specifica con la notazione
A
Z
X.
Nuclidi con uguale numero atomico e diverso numero
di massa appartengono a uno stesso elemento e sono
detti
isotopi
di quell’elemento. Essi possiedono identi-
che proprietà chimiche, ma diversa massa. La maggior
parte degli elementi chimici in natura è un miscuglio di
isotopi e la massa atomica di un elemento è la media
ponderata delle masse atomiche degli isotopi che lo co-
stituiscono.
La
luce
è un’onda elettromagnetica in cui oscillano un
campo elettrico e uno magnetico. La teoria ondulatoria
della luce si basa su prove come la rifrazione e la diffra-
zione.
Proprietà delle onde
Tutti i tipi di onde sono definiti da una
lunghezza
d’onda
k
, la distanza tra due massimi (creste) o due
minimi (ventri) successivi dell’onda, e da una
fre-
quenza
f, il numero di oscillazioni nell’unità di tempo.
La
velocità di propagazione
delle onde elettroma-
gnetiche nel vuoto e nell’aria è c 3,00 10
8
m/s. Si
ha:
k
f c.
Lo
spettro elettromagnetico
è costituito da onde ra-
dio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi
X e raggi
c
.
Gli spettroscopi permettono di analizzare la luce po-
licromatica separando, in base al fenomeno della rifra-
zione, le sue componenti di diversa lunghezza d’onda.
Esistono due tipi di
spettri
: continui, in cui sono visibili
tutti i colori, e a righe distinte, tipiche della sostanza che
li emette.
Secondo la
teoria quantistica
, l’energia della radia-
zione elettromagnetica non viene assorbita o emessa
dalla materia in modo continuo, ma per unità discrete
dette
quanti
o
fotoni
. La luce, quindi, si comporta sia
come un’onda sia come un flusso di particelle (
dualismo
onda-particella
).
Energia di un fotone
Ogni fotone di una radiazione elettromagnetica di fre-
quenza f ha un’energia E
f
direttamente proporzionale
a f:
E
f
h f
La costante di proporzionalità h 6,6 10
34
J s è
detta
costante di Planck
.
Mettendo in relazione i quanti di energia di Planck con
gli spettri di emissione a righe, Bohr propose il suo
mo-
dello atomico a strati
sulla base di due postulati:
•
gli elettroni si muovono lungo orbite stazionarie circo-
lari, caratterizzate da una definita quantità di energia, e
non emettono energia;
•
solo assorbendo un quanto di energia un elettrone
può saltare da un’orbita stazionaria a minore energia
a un’altra a maggiore energia e, viceversa, può tornare
al livello energetico inferiore emettendo un quanto di
energia.
L’elettrone che percorre un’orbita stazionaria è carat-
terizzato da un momento angolare (prodotto tra la sua
massa m, la sua velocità v e il raggio r dell’orbita) definito
dalla relazione
m v r n
h
2
p
detta
condizione quantistica
. In essa il
numero quanti-
co
n può assumere solo valori interi positivi.
D9_chimica_impa.indd 24
03/02/1