L’atomo è formato da tre tipi di particelle + PROTONI = p Formano il NUCLEO NEUTRONI = n - Formano la NUBE ELETTRONICA che gira intorno al nucleo ELETTRONI = e GLI ELETTRONI HANNO CARICA NEGATIVA e e e e I PROTONI HANNO CARICA POSITIVA e N e I NEUTRONI NON HANNO CARICA n e e p e e e e In ogni atomo gli elettroni sono tanti quanti sono i protoni, perciò l’atomo è ELETTRICAMENTE NEUTRO. e e e Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino LE FORZE DELL'ATOMO Sono forze che attirano cariche di segno opposto Tengono insieme gli elettroni (negativi), al nucleo (positivo). FORZE ELETTRICHE p + e- Sono le forze più potenti che esistono in natura perché tengono insieme il nucleo, formato da cariche dello stesso segno (protoni positivi), che normalmente dovrebbero respingersi. FORZE NUCLEARI p + p + I neutroni, nel nucleo, collaborano attenuando la repulsione tra i protoni. Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

La massa dell’atomo coincide perciò con la massa del solo nucleo MASSA ATOMICA PROTONI e NEUTRONI hanno uguale massa gli ELETTRONI hanno massa circa 1860 volte più piccola dei protoni p + n e La massa dell’atomo coincide perciò con la massa del solo nucleo La massa, espressa in Daltons, di un atomo di un elemento si chiama PESO ATOMICO dell’elemento e si indica con P.A. ES: Un atomo di carbonio (C) ha 6 protoni e 6 neutroni nel nucleo + 6 elettroni. Un atomo di carbonio peserà 12 Daltons e diremo che il peso atomico del carbonio è 12 (C = P.A. 12 ) Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino NUMERO ATOMICO Il NUMERO ATOMICO è il numero dei PROTONI presenti nel nucleo di un atomo e si indica con N.A. ES: se nel nucleo di un atomo vi sono 20 protoni, diremo che quell’atomo ha numero atomico uguale a 20. Poiché un atomo è elettricamente neutro, il numero dei protoni ci dice anche quanti elettroni avrà l’atomo. P.A. (l’uranio ha 92 protoni e 146 neutroni) 238 URANIO U 92 N.A. (l’uranio ha 92 protoni) Un atomo che non è elettricamente neutro si chiama IONE. IONE POSITIVO se l’atomo ha perso un elettrone IONE NEGATIVO se l’atomo ha acquistato un elettrone Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

Alcuni atomi, pur avendo stesso N.A. , hanno un diverso P.A. Gli isotopi Alcuni atomi, pur avendo stesso N.A. , hanno un diverso P.A. N.A. = 1 (1 protone) P.A.= 1 (1 protone) IDROGENO H N.A. = 1 (1 protone) P.A.= 2 (1 protone + 1 neutrone) DEUTERIO D N.A. = 1 (1 protone) P.A.= 3 (1 protone + 2 neutroni) TRIZIO T DEUTERIO e TRIZIO si dicono ISOTOPI dell’ IDROGENO ISOTOPI = atomi di uno stesso elemento che differiscono per la massa atomica Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino Esempi di isotopi ISOTOPI DELL’IDROGENO H e = 1 p= 1 n= 0 D e = 1 p= 1 n= 1 T e = 1 p= 1 n= 2 1 1 1 H D T 1 2 3 ISOTOPI DELL’URANIO U e = 92 p= 92 n= 146 U e = 92 p= 92 n= 143 U e = 92 p= 92 n= 142 238 235 234 U U U 238 92 92 92 235 234 ISOTOPI DEL CARBONIO C e = 6 p= 6 n= 6 C e = 6 p= 6 n= 8 12 14 C C 6 6 12 14 Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino LE RADIAZIONI E ... Quando il nucleo di un atomo è molto grande le forze nucleari non sono più in grado di tenerlo unito e quindi il nucleo si spezza in nuclei più piccoli, spontaneamente o se urtato, per raggiungere la stabilità. Questo fenomeno si chiama DECADIMENTO. + RADIAZIONI Spezzandosi il nucleo emette RADIAZIONI che possono essere di 3 tipi: α = 2 n e 2p cioè nuclei di ELIO poco penetranti β = elettroni mediamente penetranti γ = simili ai raggi X molto penetranti Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

... LA RADIOATTIVITA' RADIOATTIVITA’ La capacità di emettere RADIAZIONI, tipica di molti ISOTOPI, si chiama RADIOATTIVITA’ Il tempo che un elemento impiega perché la metà dei suoi atomi perda la RADIOATTIVITA’ si chiama TEMPO DI DIMEZZAMENTO 235 8 x 108 anni (800 milioni di anni) U 238 U 4500 milioni di anni Ra Radio 4 giorni Pb Piombo 27 minuti Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

LA FISSIONE NUCLEARE E = m x c2 U Consiste nella SCISSIONE di 1 atomo in 2 atomi, con perdita di MASSA La MASSA perduta si è trasformata in ENERGIA in base all’EQUAZIONE DI EINSTEIN m = massa c = velocità della luce (300.000 km/sec) E = m x c2 235 Per la fissione nucleare si utilizza l’ISOTOPO DELL’URANIO che, bombardato con neutroni, si spezza in due atomi, il Kripto e il Bario. La somma delle masse di questi due atomi è inferiore alla massa dell’uranio di partenza. U Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino 93 Kr 36 235 + 3 n + E U + 1 n 92 140 Ba 56 MASSA KRIPTO + BARIO = 93 + 140 = 233 MASSA URANIO = 235 233 < 235 La massa perduta, sebbene piccola, moltiplicata per un numero molto grande (300.0002), diventerà una grande quantità di energia. La reazione libera neutroni che andranno a bombardare altri atomi di uranio innescando una reazione a catena che, se non rallentata con barre di materiali che assorbono neutroni, diventerà esplosiva (bomba atomica). Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

LA FUSIONE NUCLEARE D + T H + n + E Consiste nell’ UNIONE di 2 atomi per formarne uno di MASSA inferiore La MASSA perduta si è trasformata in ENERGIA Per la FUSIONE si utilizzano gli ISOTOPI dell’ IDROGENO 1 1 4 D + T H + n + E 2 3 2 DEUTERIO + TRIZIO diventano ELIO + neutroni + ENERGIA La FUSIONE avviene spontaneamente nelle STELLE, cui fornisce l’ENERGIA La fusione richiede milioni di gradi perché gli isotopi dell’idrogeno si uniscano, per cui è stata realizzata solo una fusione incontrollata, perciò esplosiva, nella BOMBA H (in cui le alte temperature sono fornite da piccole esplosioni di bombe atomiche) In laboratorio, poiché non si conoscono ancora materiali in grado di non fondere alle temperature necessarie per la fusione, è stata realizzata per brevissimo tempo, in reattori sperimentali, solo la FUSIONE A FREDDO. Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino