Atomi

Gli atomi sono le unità fondamentali della materia, e sono costituiti da particelle più piccole chiamate protoni, neutroni ed elettroni.

La concezione degli atomi come elementi base della materia ha origine antica, risalente a circa 2400 anni fa, quando il filosofo greco Democrito li ha immaginati come particelle indivisibili. La ricerca scientifica nel corso dei secoli ha consolidato questa idea, stabilendo il concetto moderno dell'atomo.

Tipi di Atomi

In natura, esistono 92 tipi di atomi differenti, conosciuti come elementi chimici.

Ogni elemento ha un nome, un simbolo unico e proprietà chimiche distintive.

Ad esempio, il carbonio è rappresentato dal simbolo "C" e ha diverse forme, come quella presente nella grafite, dove gli atomi sono disposti in una struttura compatta. Il ferro è rappresentato dal simbolo "Fe", l'ossigeno da "O", l'idrogeno da "H", ecc. Questi simboli sono utilizzati nelle formule chimiche dei composti.

Gli elementi chimici sono elencati nella tavola periodica degli elementi.

La tavola degli elementi è uno strumento essenziale che classifica gli elementi in base alle loro proprietà chimiche e fisiche e fornisce informazioni sulle combinazioni possibili tra gli elementi.

Sostanze semplici e composte

Gli atomi possono combinarsi tra loro per formare molecole che danno vita a sostanze semplici o delle sostanze composte.

• Sostanze semplici (elementi)
  Quando una sostanza è composta esclusivamente da un tipo di atomo, essa viene definita "sostanza semplice" o "elemento".

  Esempio. Alcuni elementi, come il ferro (simbolo "Fe"), esistono in strutture compatte di atomi dello stesso tipo, mentre altri, come l'ossigeno (simbolo "O"), tendono a formare molecole costituite da più atomi dello stesso tipo. Ad esempio, due atomi di ossigeno si formano tra loro formando una molecola di ossigeno O₂.

• Sostanze composte (composti)
  Quando una sostanza è composta da due o più atomi di elementi diversa si chiama "sostanza composta" o semplicemente "composto".

  Esempio. Una molecola d'acqua H₂O è composta da tre atomi, due atomi di ossigeno (O) e un atomo di idrogeno. Il quarzo è una molecola composta da atomi di silicio e ossigeno, ecc.

Pertanto, le molecole sono combinazioni di atomi che possono essere dello stesso tipo di atomo, come nel caso della molecola di ossigeno (Oâ‚‚), oppure di atomi differenti, come nel caso del quarzo, che è composto da atomi di silicio e ossigeno.

Differenze a livello atomico e molecolare

L'aspetto esteriore di sostanze diverse può essere simile, ma la loro composizione atomica e molecolare può differire notevolmente.

Un esempio classico è quello tra sale e zucchero: entrambi hanno cristalli simili a occhio nudo, ma a livello atomico e molecolare sono completamente diversi. Il sale è composto da atomi di sodio e cloro, mentre lo zucchero è una molecola organica complessa.

La conoscenza degli atomi e delle loro interazioni è fondamentale per comprendere le proprietà chimiche delle sostanze e la natura della materia stessa.

Struttura dell'atomo

Al centro di ogni atomo si trova il nucleo, un aggregato denso di particelle note come nucleoni, dove risiede oltre il 99.9% della massa dell'atomo.

Ci sono due tipi di nucleoni: protoni e neutroni,

I protoni sono portatori di una carica positiva, mentre i neutroni sono privi di carica elettrica, quindi neutri.

Intorno al nucleo orbitano delle particelle di carica negativa note come elettroni.

Sebbene la massa degli elettroni sia insignificante rispetto a quella dei nucleoni, gli elettroni giocano un ruolo fondamentale nella determinazione delle proprietà chimiche degli elementi, nonché nella formazione dei legami chimici, perché la carica elettrica di un elettrone è uguale a quella del protone ma ha segno opposto. Quindi, un elettrone bilancia la carica di un protone.

Un atomo è neutro quando le cariche negative e positive sono in equilibrio (atomo neutro). Questo avviene quando l'atomo ha un eguale numero di protoni e di elettroni.

Il numero di protoni presenti in un atomo è detto numero atomico (Z) e determina a quale elemento chimico appartiene.

La somma dei protoni e dei neutroni nel nucleo è, invece, detta numero di massa (A) e fornisce una misura della massa di un atomo.

Due atomi dello stesso elemento con differenti numeri di massa sono detti isotopi.