L'avvento della fisica quantistica

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lezione
L'avvento della fisica quantistica
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Chimica



La divisibilità dell'indivisibile, le particelle subatomiche[modifica]

Nonostante il significato della parola atomo, che significa non divisibile, andando avanti con gli studi e con la scoperta della radioattività si è arrivati a scoprire che l'atomo era composto prima da 2 poi da 3 particelle sub atomiche.

  • Protone
  • Elettrone
  • Neutrone

Queste tre particelle dividono l'atomo in 2 parti: il nucleo in cui si trovano protoni e neutroni e l'esterno in cui si trovano gli elettroni. Nel nucleo protoni e neutroni determinano la massa atomica e un atomo essendo elettricamente neutro, per definizione ha ugual numero di protoni ed elettroni. Altrimenti, in caso di squilibrio tra il numero di protoni ed elettroni si chiamerebbe: Anione (acquisto di elettrone) e Catione (perdita di elettrone). I protoni sono le particelle con carica positiva e massa circa 1800 volte quella dell'elettrone, il neutrone è quella particella priva di carica che permette la coesione dei protoni nel nucleo che altrimenti si respingerebbero per la forza di attrazione elettromagnetica ed hanno massa circa uguale a quella del protone. L'elettrone isolato è assimilabile a un punto materiale, dotato di massa molto piccola, e che può raggiungere velocità prossime a quella della luce (velocità che secondo la teoria della relativà non è mai raggiungibile per tutte le particelle dotate di massa). All'intero dell'atomo è una carica elettrica delocalizzata (facilmente immaginabile come una nuvola) che si muove in vari stati stazionari. Ovvero luoghi di spazio, con una distanza media ben definita dal nucleo, in cui l'elettrone può muoversi senza perdere energia e non perdendo energia non rischia di decadere sul nucleo o di scappare via dal sistema. L'elettrone a differenza di protone e neutrone è una particella elementare, indivisibile, protone e neutrone no. Infatti è stato scoperto di recente, con lo sviluppo della fisica o meccanica quantistica e della fisica atomica e sub-atomica, che protone e neutrone sono composte da altre particelle elementari: quark e gluoni

  • Protone: 2 quark up e 1 quark down
  • Neutrone: 2 quark down e 1 quark up

con i gluoni che compongono il collante o colla, che è poi il significato della parola stessa gluone, che tengono insieme i quark. In natura il nucleo atomico ha una grandezza massima definita: 0,000000000000013 cm è il limite max riempibile con protoni e neutroni, oltre questo limite anche un solo protone verrebbe respinto. Infatti in natura questo limite è rappresentato dall'atomo di Uranio (U) con la bellezza di 92 protoni e 146 neutroni. E il minimo è ovviamente rappresentato dall'atomo di idrogeno, l'atomo più semplice composto da un solo protone e da un solo elettrone. Tutti gli elementi presenti in natura sono rappresentati sulla tavola periodica degli elementi. Gli elementi artificiali, che avendo un numero atomico (n° protoni e quindi elettroni) superiore a quello dell'uranio e quindi chiamati transuranici, sono creati in laboratorio e durano in genere pochi istanti di secondo.

La scoperta degli elettroni[modifica]

La scoperta dei protoni[modifica]

La scoperta dei neutroni[modifica]