Struttura Atomica: Modelli, Componenti e Radioattività

Il modello plum pudding considera l'atomo come una sfera di carica positiva con gli elettroni (carica negativa) incorporati. L'esperimento di bombardamento di atomi (modello di Rutherford) di una lastra di metallo con più gusci duri che gli atomi con particelle alfa ha portato ai seguenti risultati:

• Risultato 1: la maggior parte delle particelle alfa passa attraverso il foglio senza essere deviata.
• Risultato 2: alcune di queste particelle subiscono una deviazione.
• Risultato 3: poche rimbalzano molto e tornano indietro.

Interpretazione: le particelle che hanno attraversato la lamina indicano che gli atomi non sono solidi e che vi è molto spazio vuoto.

Conseguenze del modello di Rutherford

L'atomo è composto da un piccolo nucleo di protoni e neutroni che concentra la quasi totalità della massa e una zona circostante (corteccia), in cui gli elettroni sono in costante movimento.

Componenti dell'Atomo

Il numero atomico Z è il numero di protoni in un atomo ed è tipico di ciascun elemento chimico. Il numero di elettroni è lo stesso di quello di protoni.

Il numero di massa è la somma di protoni e neutroni in un atomo.

Uno ione è un atomo a cui mancano o ha troppi elettroni. Se un atomo perde un elettrone diventa uno ione positivo.

• Corteccia: costituita da tutti gli elettroni in rotazione, a carico atomo elettricamente.
• Nucleo: piccola carica elettrica positiva.

Un modello di atomo complesso mostra che un atomo è costituito da elettroni, protoni e neutroni. Nel nucleo si trovano protoni e neutroni, mentre gli elettroni si trovano nella crosta terrestre.

Le masse molecolari delle molecole sono calcolate sommando le masse dei componenti degli atomi.

L'unità di massa atomica è l'atomo di carbonio, e da questa massa atomica si calcola quella degli altri elementi.

• Protoni: particelle che hanno quasi tutta la massa dell'atomo e una carica pari all'elettrone positivo, ma si trovano nel nucleo.
• Neutroni: particelle con la stessa massa del protone ma senza carica elettrica.

Isotopi e Radioattività

Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa. Cioè, hanno lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni.

• Particelle Alpha (α): più piccole degli atomi, ma molto pesanti, con una massa quattro volte superiore all'atomo di idrogeno e una carica due volte il carico ma positivo.

Gli elementi radioattivi (o radioisotopi) hanno un migliaio di applicazioni utili, tra l'altro costituiscono una fonte importante di energia elettrica e sono alleati della medicina per curare alcuni mali del nostro corpo.

Perché alcuni isotopi sono radioattivi?

Nei nuclei di isotopi radioattivi o radioisotopi, avvengono cambiamenti (reazioni nucleari) che consistono nell'espulsione di alcune particelle del nucleo.

Sono pericolose le radiazioni nucleari?

Tutte le radiazioni nucleari sono pericolose e possono rompere le molecole.

Tipi di Radiazione

• Radiazione α (alpha)
• Radiazione β (beta)
• Radiazione γ (gamma): è la più pericolosa.

Utilizzo delle Radiazioni

• Come traccianti: in medicina vengono iniettate dosi di elementi radioattivi che possono essere fotografati.
• Radioterapia: radiazioni gamma per uccidere le cellule cancerogene.