Quali sono le particelle subatomiche
Come ben sappiamo, l’atomo è la più piccola parte di un elemento chimico che conserva tutte le proprietà chimiche dell’elemento stesso. Quali sono le particelle subatomiche in chimica? Perché sono così importanti e quali sono le implicazioni per chi studia chimica e fisica.
Le principali particelle
Quali sono le particelle subatomiche
Le particelle subatomiche dell’atomo sono piccolissime. Si chiamano rispettivamente neutroni, protoni e elettroni. Oltre a esse, gli atomi sono composti da altre particelle che nell’insieme vengono definite subatomiche. L’insieme di tutte queste particelle determina tutte le proprietà chimico- fisiche degli elementi che compongono. I protoni hanno carica positiva, i neutroni né positiva né negativa, mentre gli elettroni hanno carica negativa.
Vediamo adesso nel dettaglio ognuna di queste particelle e le loro caratteristiche principali:
Quali sono le particelle subatomiche
Elettroni
Ruotano in livelli o gusci posti a notevoli ma ben precise distanze dal nucleo centrale che è molto piccolo anche rispetto alle dimensioni di un atomo. Gli elettroni entrano in gioco nella formazione dei legami chimici.
Protoni
Come abbiamo già detto, hanno carica positiva.
Assieme ai neutroni costituiscono il nucleo dell’atomo che, come già detto, occupa una piccola parte rispetto alle dimensioni totali dell’atomo. Determinano il tipo di atomo e quindi le corrispettive proprietà chimiche.
Neutroni
Quali sono le particelle subatomiche
Assieme ai protoni, formano il nucleo dell’atomo. Determinano le proprietà nucleari dell’atomo fungendo da “collante” del nucleo. Senza la loro presenza, infatti, i protoni, tutti caricati positivamente, si respingerebbero. Questo non avviene perché i neutroni circondano i protoni in modo che questi non interagiscano.
Come possiamo vedere, le particelle subatomiche i componenti microscopici della materia di massa inferiore a quella degli atomi, di cui sono in gran parte i componenti. Vengono indicate più comunemente come particelle e possono essere elementari o composte. Le più importanti sono sicuramente quelle appena citate, perché rappresentano la struttura dell’atomo. Tale struttura risulta visibile anche attraverso il microscopio. Attualmente il microscopio è uno degli strumenti più potenti a nostra disposizione per l’osservazione della materia e per la maggior parte degli esperimenti in ambito medico e chimico- fisico.
Rutherford e l’atomo nucleare
Quali sono le particelle subatomiche
J.J. Thomson diceva che l’atomo era costituito da regioni di carica negativa e positiva. Rutherford afferma che l’atomo è una struttura formata da piccolissimi nuclei molto densi e a carica positiva e circondati da nuvole di elettroni poste a distanze relativamente grandi dai nuclei. Secondo i suoi esperimenti condotti sulla struttura dell’atomo, Rutherford afferma con sicurezza che l’atomo è costituito al centro da spazio vuoto. Tale spazio vuoto è costituito a sua volta da cariche positive. Gli elettroni sono distribuiti all’interno di questo spazio vuoto.
Il contributo di Thomson
Quali sono le particelle subatomiche
Per quanto riguarda la struttura dell’atomo, il contributo più importante lo si deve a Thomson. Infatti il suo contributo è stato di rilevante importanza.
Thomson aveva condotto moltissimi esperimenti sulla conducibilità dei gas a bassa pressione, in seguito all’applicazione di una differenza di potenziale elevata. Applicando al tubo contenente il gas una ddp di 15000 volt, osservò sul vetro una luminescenza verde, dovuta a raggi che partivano dal catodo e proseguivano in linea retta, che Thomson chiamò raggi catodici.
Essi caricavano negativamente la lamina di un elettrometro ed applicando un campo elettrico venivano deviati verso il polo positivo, il che fece supporre che avessero carica negativa. Dopo ulteriori studi, Thomson concluse che i raggi erano costituiti da ELETTRONI, cioè da particelle cariche negativamente aventi massa molto piccola.
Perché studiare la chimica?
La chimica è una scienza relativamente giovane. Come scienza moderna è nata circa 230 anni fa mentre la fisica è una scienza più vecchia. Grazie alla chimica che oggi abbiamo materiale innovativo, medicine e sperimentazioni su virus come nel caso del Covid 19. Oltre a ciò, anche l’acqua che beviamo viene controllata attraverso i principi cardine della chimica che si basano principalmente sullo studio dei componenti, PH eccetera. La chimica è la scienza che studia la struttura e la proprietà della materia. Essa , in particolare, aiuta a comprendere e analizzare più da vicino le seguenti caratteristiche:
- comprendere la struttura delle sostanze presenti in natura;
- conoscerli nella loro complessità;
- avere la capacità di riprodurli in laboratorio;
- progettarne di nuovi non presenti in natura
La chimica ha diversi oggetti di studio che spaziano dallo studio del mondo attraverso il microscopio alle leggi che governano la natura e il mondo delle sostanze e materiali artificiali, ossia quelli che vengono prodotti artificialmente dall’uomo e poi utilizzati in diversi ambiti. Stiamo parlando di materiali tra cui minerali, conduttori, polimeri e coloranti artificiali. La nostra vita si basa sulla chimica. La vita quotidiana che ci circonda si basa sulla chimica ed è essa stessa chimica. Pensiamo, ad esempio alla fotosintesi clorofilliana. Tutto serve nella vita e la chimica è sicuramente indispensabile. La chimica è alla base dei processi vitali e tecnologici anche se noi non ce ne rendiamo conto.
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