L’atomo è formato da tre tipi di particelle

1. L'ATOMO L’atomo è formato da tre tipi di particelle + PROTONI = p Formano il NUCLEO NEUTRONI = n - Formano laNUBE ELETTRONICA che gira intorno al nucleo ELETTRONI = e • GLIELETTRONIHANNOCARICA NEGATIVA e e e e • IPROTONIHANNOCARICA POSITIVA e N e • INEUTRONINONHANNO CARICA e n 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

2. 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

3. MASSA ATOMICA PROTONIe 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

4. 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

5. 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 DEUTERIOeTRIZIOsi diconoISOTOPIdell’IDROGENO ISOTOPI=atomi di uno stesso elemento che differiscono per la massa atomica Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

6. 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

7. 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 cioènuclei di ELIOpoco penetranti β=elettronimediamente penetranti γ= simili ai raggi Xmolto penetranti Muratori Maria Antonietta – I. C. “C. Colombo” - Fiumicino

8. ... LA 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

9. LA FISSIONE NUCLEARE 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

10. 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

11. LA FUSIONE NUCLEARE 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