L’atomo

La materia è composta da atomi. Ogni cosa che ci circonda è composta da atomi. Cos’è è un atomo e come è composta la sua struttura?

Atomo – indivisibile

La parola atomo deriva dal greco atomos che significa indivisibile.

Per molto tempo, infatti, si è creduto che l’atomo fosse indivisibile e, quindi, che fosse l’elemento più piccolo presente in natura.

Tuttavia, successivamente si è scoperto che questa teoria era sbagliata e che gli atomi stessi sono divisibili e composti da particelle ancor più piccole.

Gli atomi che formano l’universo

Tutto ciò che ci circonda è costituito da materia e tutta la materia è fatta di atomi. Tutto l’universo è composto da una serie di minuscole particelle chiamate atomi.

Essi sono l’unità più piccola che compongono tutti gli elementi (idrogeno, carbonio, ferro, ecc), che, a loro volta, compongono tutti gli oggetti e tutto ciò che ci circonda.

Sin dall’antichità si era a conoscenza del fatto che la materia fosse composta da particelle più piccole. Tuttavia, il modello della struttura atomica è stato proposto solamente alla fine del diciannovesimo secolo, dallo scienziato Rutherford.

Questo primo modello, però, era incompleto e studi successivi hanno portato alla nascita della fisica quantistica, la scienza che studia la struttura dell’atomo.

La struttura dell’atomo

L’atomo è la più piccola parte di un elemento che conserva le sue proprietà. Tuttavia, non è la più piccola particella di esso.

Oggi sappiamo che gli atomi sono divisibili e al loro interno troviamo tre diversi tipi di particelle:

• Elettroni: particelle con carica negativa.
• Protoni: particelle con carica positiva.
• Neutroni: particelle senza carica, neutre.

La parte centrale dell’atomo è chiamato nucleo e al suo interno troviamo i protoni e i neutroni.  Attorno al nucleo è presente una regione occupata dalle particelle di elettroni.

Elettroni, protoni e neutroni

La differenza principale tra le varie particelle che compongono gli atomi è la loro carica elettrica. I protoni hanno una carica elettrica positiva, gli elettroni hanno una carica elettrica negativa e i neutroni, invece, hanno una carica neutra.

La carica elettrica negativa degli elettroni viene indicata con il segno – (negativo), mentre la carica elettrica positiva dei protoni viene indicata con il segno + (positivo).

In natura le cariche con lo stesso segno (quindi due elettroni o due protoni) si respingono, mentre le cariche di segno diverso (quindi un elettrone e un protone) si attraggono.

Inizialmente si pensava che esistessero solamente gli elettroni e i protoni all’interno dell’atomo. Successivamente, si è scoperto che vi sono anche altre particelle: i neutroni. Queste si trovano all’interno del nucleo insieme ai protoni.

La massa dei neutroni è appena superiore a quella dei protoni ma, a differenza loro, la loro carica elettrica è pari a 0.

La neutralità dell’atomo

Ogni atomo deve essere elettricamente neutro. Affinché ciò sia possibile il numero degli elettroni deve essere uguale a quello dei protoni.

Il numero dei protoni, e quindi anche quello degli elettroni, è chiamato numero atomico e viene indicato con la lettera Z.

I neutroni non avendo una carica elettrica non entrano in gioco con il numero atomico. Tuttavia, dobbiamo considerare il numero di massa degli atomi, il quale corrisponde alla somma tra protoni e neutroni ed è indicato con la lettera A.

La differenza tra il numero di massa e il numero atomico determina il numero di neutroni presenti all’interno del nucleo.

Gli atomi come il Sistema Solare

I protoni che si trovano all’interno del nucleo attirano e trattengono gli elettroni al suo esterno. Qui troviamo un’incredibile correlazione con il Sistema Solare.

Il nucleo attira e trattiene gli elettroni come il Sole attira e trattiene i pianeti. Gli elettroni, come i pianeti hanno una forza, un’accelerazione, che consente loro di girare intorno al nucleo. Se così non fosse gli elettroni cadrebbero sul nucleo, così come i pianeti cadrebbero sul Sole.

L’idrogeno: l’atomo più piccolo e semplice

L’atomo più piccolo e semplice è quello dell’idrogeno. Ognuno degli atomi che costituiscono l’idrogeno è composto da un solo elettrone che gira intorno a un nucleo con un solo protone.