Chimica per il liceo/Le masse atomiche, molecolari e la mole: differenze tra le versioni
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= Le masse atomiche, molecolari e la mole =
== Numero atomico, numero di massa e isotopi ==
[[File:Atomo_di_carbonio.svg|miniatura|246x246px|Struttura semplificata dell'atomo di carbonio]]
Per comprendere il significato di massa atomica dobbiamo conoscere, almeno nei suoi tratti essenziali, com'è fatto un atomo.
Abbiamo già visto in precedenza che l’atomo è l’unità fondamentale della materia ma, nonostante il significato letterale del termine (dal greco ἄτομος àtomos = indivisibile), gli atomi sono formati da tre categorie di particelle subatomiche:
- il nucleo è costituito da '''protoni,''' particelle dotate di ''massa e carica positiva''<u>,</u> e '''neutroni,''' particelle ''neutre'' (prive di carica) dotate di una ''massa'' paragonabile a quella dei protoni);
- attorno al nucleo si muovono gli '''elettroni,''' particelle con ''carica negativa'' pari in quantità a quella del protone ma di segno opposto e massa trascurabile rispetto a quella di un protone o di un neutrone (circa 1/2000).
L'atomo è per definizione una entità neutra in cui il numero di elettroni eguaglia il numero di protoni.
Il {{Colore di sfondo|#feffaa|'''numero di protoni'''}} (e, quindi, di elettroni) viene indicato come {{Colore di sfondo|#feffaa|'''numero atomico'''}}.
Il numero atomico è quello che contraddistingue gli atomi di un certo elemento. Nella tavola periodica gli atomi dei diversi elementi sono ordinati secondo il numero atomico crescente.
I neutroni si interpongono tra i protoni impedendo loro di respingersi, conferiscono al nucleo compattezza e densità e, assieme ai protoni, costituiscono la massa dell’intero atomo.
Gli elettroni incidono in misura trascurabile sulla massa dell’atomo ma circoscrivono e determinano il volume atomico. Per comprendere le proporzioni volumetriche tra il nucleo e l’intero atomo potremmo considerare questo paragone: se il nucleo avesse le dimensioni di un nocciolo di ciliegia, l’intero atomo sarebbe grande quanto il duomo di Milano.
All’aumentare del numero dei protoni cresce anche il numero dei neutroni ma mentre '''il numero dei protoni è esclusivo di una determinata specie atomica''' (cioè è tipico per gli atomi di uno stesso elemento) '''il numero dei neutroni può variare nell'ambito della stessa specie atomica.'''
La {{Colore di sfondo|#feffaa|'''somma di protoni e neutroni'''}} rappresenta il cosiddetto {{Colore di sfondo|#feffaa|'''numero di massa'''}}. Come spiegato in seguito, se il numero atomico è caratteristico di una specie atomica, il numero di neutroni, e di conseguenza il numero di massa, può essere diverso per una stessa specie atomica.
'''Atomi della stessa specie con diverso numero di massa vengono denominati isotopi''' (dal greco ίσος τόπος, stesso luogo).
[[File:Hydrogen_Deuterium_Tritium_Nuclei_Schmatic-en.svg|sinistra|miniatura|313x313px|Gli isotopi dell'idrogeno]]
Vengono di seguito rappresentati gli isotopi dell’idrogeno (vedi disegno accanto) e quelli del carbonio.
Il nucleo dell’idrogeno è, di fatto, un protone e, quindi, nella sua costituzione non dovrebbe rientrare alcun neutrone: in natura, tuttavia, esiste una piccola percentuale di deuterio e trizio che presentano rispettivamente un neutrone e due neutroni
'''<sup>1</sup><big>H</big>''' idrogeno propriamente detto '''<sup>2</sup><big>H</big>''' deuterio '''<sup>3</sup><big>H</big>''' trizio
Negli isotopi il numero in alto a sinistra rispetto al simbolo rappresenta il numero di massa, cioè la somma di protoni e neutroni. Possiamo quindi verificare che l’idrogeno propriamente detto non presenta alcun neutrone a costituire il proprio nucleo, il deuterio ne presenta uno e il trizio due.
Se consideriamo il carbonio, il carbonio -12 ha un nucleo costituito da sei protoni e sei neutroni, il carbonio – 13 ha sette neutroni (e ovviamente sempre sei protoni) mentre il carbonio - 14 presenta otto neutroni: quest’ultimo è l’isotopo più pesante del carbonio ed è radioattivo
'''<sup>12</sup><big>C</big>''' '''<sup>13</sup><big>C</big>''' '''<sup>14</sup><big>C</big>'''
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File:Element identity Z.png|Il numero atomica si indica con Z
File:Element identity A.png|Il numero di massa si indica con A
File:Isotope NiCuZn.svg|Esempi di isotopi dello zinco, del rame e del nichel. In nero quelli stabili, in colore quelli radioattivi
</gallery>In particolari condizioni, un atomo può acquistare o perdere elettroni. Quando un atomo perde uno o più elettroni non è più elettricamente neutro, perché la carica positiva del nucleo non è bilanciata da quella degli elettroni; si dice che l’atomo è diventato uno ione positivo o '''catione'''. Quando un atomo acquista uno o più elettroni non è più elettricamente neutro, per cui si dice che l’atomo è diventato uno ione negativo o '''anione'''.
== La massa atomica e molecolare assoluta ==
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