Definizione di struttura atomica

Secondo Tavola periodica, ci sono circa 118 diversi tipi di atomi che, quando raggruppati insieme, formano molecole. La struttura dell'atomo è stata studiata da diversi scienziati fino a raggiungere quello che oggi prendiamo come criterio. generale, ovvero che un atomo è formato da due zone ben differenziate: la zona nucleare e la zona extra nucleare.

La zona nucleare è formata dalla carica positiva (protoni) e da quella neutra (neutroni), motivo per cui costituisce quasi il 99,99% della massa atomica pur avendo una dimensione ridotta di 10-12 cm. Le particelle all'interno sono tenute insieme da forze nucleari, forze molto forti che danno origine Energia nucleare.

Nonostante abbia la massa atomica più bassa, la zona extranucleare occupa il 99,99% del

volume dell'atomo, ed è carica negativamente essendo la zona ospite per gli elettroni, che sono in continuo movimento indefinitamente.

Quando l'atomo è neutro, si dice che il numero di elettroni e protoni è uguale. Ora, quando un atomo perde o guadagna elettroni, rimanendo caricato positivamente o negativamente, si formano specie ioniche chiamate cationi e anioni. A seconda del numero di elettroni guadagnati o persi, viene assegnato loro un nome, ad esempio nel caso dell'alluminio, che è un metallo che forma uno ione positivo, poiché perde tre elettroni, è chiamato catione trivalente.

Se osserviamo le masse delle particelle subatomiche vedremmo che sono simili nell'ordine dei protoni e neutroni mentre gli elettroni hanno una massa inferiore, tutti definiti nella Tavola Periodica in il Unità di "uma". "uma" significa "Unità di massa atomica" ed è definito come un dodicesimo della massa atomica del carbonio, per stabilire una magnitudine di riferimento. A sua volta, è definita come la seguente equivalenza:

1 amu = 1,66 x 10^-24 grammi

Se osserviamo gli ordini di grandezza, si rendono conto che si tratta di un valore minuscolo e impercettibile per la visione umana. Quindi, quando si legge la massa atomica di un elemento, ad esempio, nel caso dell'elio vediamo che è 4,002602 amu o, che è lo stesso, 6,64x10-24 grammi.

Quando definiamo la struttura atomica di un elemento ci riferiamo a due numeri noti che ci permettono di identificare velocemente l'atomo che stiamo nominando. Questi numeri sono: il numero atomico e il numero di massa.

Il numero atomico o "Z" rappresenta il numero di protoni che l'atomo ha nel suo nucleo. Come abbiamo detto prima, se l'atomo è neutro, "Z" corrisponde anche al numero di elettroni nella zona extranucleare. Grazie al suo numero "Z" possiamo individuarlo nella Tavola Periodica, che gli darà una serie di determinate proprietà. Quanto al numero di massa o "A" si riferisce al numero di protoni e neutroni che l'atomo ha nel suo nucleo. In generale, entrambi i numeri sono espressi come segue:

Dove X rappresenta il simbolo di elemento chimico.

Sebbene per una certa "X", "Z" sia unica, "A" può variare a causa dell'esistenza degli isotopi.

Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che differiscono per il numero di neutroni. Pertanto, possono avere la stessa "Z", cioè lo stesso numero di protoni, ma non la stessa "A" poiché i neutroni variano da uno all'altro.

Ci sono molti esempi di isotopi in natura, i più diffusi sono gli isotopi del Carbonio. Esistono le seguenti strutture atomiche per lo stesso elemento:

Come possiamo vedere, in ciascuno di essi varia il numero di neutroni. Tutte le specie conservano sei protoni mentre la prima ha 5 neutroni, la seconda 6, la terza 7 e l'ultima 8. A seconda dell'isotopo è che l'uso è determinato. Ad esempio, l'isotopo Carbon-13 è il meno disponibile in natura nonostante sia fisicamente stabile. Il carbonio-14 è un isotopo radioattivo con applicazioni in questo campo e la grafite è uno degli isotopi più utili oggi.

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