Esempio di particelle subatomiche

Il Particelle subatomiche Sono minuscole unità che compongono l'atomo. I più importanti sono tre: il Protone e il neutrone formando il Nucleo Atomico, e il elettrone, in orbita attorno a quest'ultimo.

La materia, tutto ciò che racchiude un sito nello spazio, è costituito da unità fondamentali chiamate Atomi. Il numero di atomi diversi che esistono è il numero di Elementi chimici sulla tavola periodica.

Diverse combinazioni di atomi costituiscono tutto ciò che sappiamo; Queste combinazioni sono oggetto di studio di entrambe, le Chimica inorganica e il Chimica organica.

Ma viene esplorato anche all'interno degli atomi, che coincidono nell'avere una struttura di base, che è costituita da particelle inferiori chiamate Nucleo Atomico ed Elettroni.

Il nucleo atomico È composto da due diversi tipi di particelle: Protoni e neutroni.

Il I protoni portano una carica elettrica positiva (+) e il I neutroni non portano carica. Il Elettroni portatori di carica negativa (-) Interagiscono con la carica dei Protoni e si genera un fenomeno di attrazione che mantiene l'atomo in un certo stato di Energia.

Un atomo si dice Stabile quando le cariche positive e negative si annullano completamente a vicenda.

elettrone

L'aria a pressione normale conduce la corrente elettrica molto male. Ma l'aria rarefatta, poiché esiste in un tubo a scarica sotto vuoto, conduce la corrente sotto forma di un fascio di particelle chiamate raggi catodici. Nel 1879, Sir William Crookes dimostrò che le particelle trasportavano una carica elettrica.

Nel 1895, Jean Perrin ha potuto verificare che la carica è negativa; e alle particelle fu dato il nome di Elettroni. Lo stesso anno, studiando la deflessione dei raggi in un campo elettrico, Sir J. J. Thompson determinò il valore della carica specifica, che è il rapporto tra la carica dell'elettrone (e) e la massa (m) dell'elettrone.

Dal valore 1.7592 * 10⁸ Coulomb/grammo di "e/m" e il valore di "e" (1.602 * 10^-19 Coulombs), determinato per la prima volta da R. PER. Millikan nel 1917, fu calcolata la massa dell'elettrone, che è 1/1838 della massa dell'atomo di idrogeno.

Carica di elettroni = 1.602 * 10^-19 Coulomb

Massa dell'elettrone = 1/1838 della massa dell'atomo di idrogeno

Le prime determinazioni della carica dell'elettrone furono fatte da Townsend (1897), J. J. Thomson e da H. PER. Wilson (1903), quest'ultimo utilizzando la macchina fotografica di C. t. r. Wilson (1897) per produrre nebbie, un dispositivo ampiamente utilizzato nello studio della struttura atomica.

Gli elettroni si trovano nella parte esterna dell'Atomo, descrivendo un movimento attorno al Nucleo, così come i pianeti attorno al Sole. Il numero di elettroni attorno al nucleo è ciò che dice di quale elemento chimico si tratta.

Ad esempio, se c'è un solo elettrone nell'atomo, l'elemento è l'idrogeno. Se ci sono 23 elettroni, è sodio. Se ci sono 80 elettroni, l'Elemento è Mercurio.

Protone

Quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso un tubo a vuoto in cui un disco perforato funge da a Catodo (elettrodo negativo), i raggi catodici (elettroni) sono diretti verso l'anodo (elettrodo positivo); ma le particelle cariche positivamente appaiono dall'altra parte del catodo e possono essere deviate da un potente campo magnetico.

La carica di queste particelle, sebbene positiva, è sempre uguale o multipla di quella dell'elettrone. La massa di una particella carica positivamente varia a seconda della natura del gas racchiuso nel tubo; in generale è uguale a quella dell'atomo di gas. I fasci di queste particelle sono chiamati Raggi Positivi.

Se il tubo contiene idrogeno, ogni particella positiva ha approssimativamente la massa di un atomo di idrogeno e la sua carica è uguale in grandezza a quella dell'elettrone. L'atomo di idrogeno è il più leggero e il più semplice di tutti gli atomi e le particelle di raggio positivo ottenute da esso sono le più leggere e semplici di tutte le particelle positive.

Carica protonica = 1,602 * 10^-19 Coulomb

Massa del protone = massa dell'atomo di idrogeno

Rutherford scoprì che questa stessa particella positiva è spesso prodotta bombardando diversi elementi con raggi emessi dal radio. Chiamò questa particella positiva più semplice Protone, e ha tratto la conclusione che è un costituente dell'Atomo.

neutroni

Oggi è comunemente accettato che un atomo sia composto da un piccolo nucleo con cariche elettriche positive pari in numero al Numero Atomico (numero di elettroni orbitante intorno al nucleo) al centro o molto vicino ad esso, dello spazio disponibile per l'intero Atomo e di elettroni negativi nella parte esterna di detto spazio.

Il numero di elettroni coincide con il numero di cariche positive nel nucleo. Ad eccezione dell'atomo di idrogeno, la massa dell'atomo è spiegata dal fatto che il nucleo contiene non solo protoni, ma un numero di particelle neutre, che Inizialmente erano considerati protoni neutralizzati (ciascuno combinato con un elettrone), ma oggi sono stati riconosciuti come unità fondamentali della materia con massa, di nome neutroni.

Altre particelle subatomiche

 Oltre agli elettroni, protoni e neutroni, sono attualmente note altre particelle considerate anche costituenti degli atomi: sono le Positrone, il Mesone o Mesotron e il neutrino.

Il positroni furono scoperti da Carl Anderson (1932) nell'interazione dei raggi cosmici (radiazioni che raggiunge la Terra dallo Spazio) con la materia, e in certi processi di radioattività artificiale. I positroni sono identici agli elettroni, solo la loro carica è positiva anziché negativa. La loro esistenza come particelle libere è estremamente piccola, essendo inferiore a un milionesimo di secondo.

Il mesoni Sono stati scoperti anche da Carl Anderson in collaborazione con Seth Neddermeyer (1936) dall'azione dei Raggi Cosmici con la materia. Hanno una massa, sembra essere non costante e approssimativamente uguale a un decimo di quella del Protone, e una carica elettrica positiva o negativa. Hanno una vita molto breve e dovrebbero decomporsi in neutrini più elettroni o positroni. Il tentativo di ottenere artificialmente mesoni in laboratorio, con l'uso di acceleratori di ioni e elettroni (ciclotrone, betatrone, sincrotrone, ecc.) che forniscono queste enormi energie, è stato realizzato in 1948.

Il neutrini Sono particelle con massa uguale a quella di elettroni e positroni, ma prive di carica elettrica. La sua esistenza fu supposta da Fermi nel 1925 per spiegare alcuni calcoli energetici nell'emissione di Particelle Beta da parte di sostanze radioattive. Sebbene nuovi esperimenti possano essere perfettamente spiegati dall'esistenza dei neutrini, non è stata trovata una prova conclusiva.

Esempi di particelle subatomiche

Protone

neutrone

elettrone

Positrone

Mesone o Mesotron

neutrino

leptoni

quark

gluoni

fotoni

adroni

Gravitone (particella teorica)