Nucleo dell'atomo

Gli atomi: approfondimento sul nucleo

La teoria atomica ha portato alla creazione di un modello semplificato di questo elemento, esso infatti invisibile può essere (tramite sperimentazioni ed interazioni con la materia) semplificato riducendolo con una forma a goccia. Distinto in due parti, il nucleo composto dalle sue particelle (nucleoni) protoni e neutroni e la corteccia, costituita dagli elettroni. Sorge spontanea la domanda (essendo gia a conoscenza delle forze attrattive e repulsive dovute alle cariche) del perché e del motivo per cui i protoni riescano a stare vicini all'interno del nucleo e perché gli elettroni non collassano con la materia.

Un effetto di ciò può essere spiegato tramite opportune considerazioni, le forze attrattive e repulsive esistono solo le particelle si trovano ad una certa distanza; infatti superando "il muro della vicinanza" approssimato a 10^-14 metri, queste sono interessate da delle forze ancor più forti di queste, chiamate forze forti; gli elettroni d'altro canto possono essere collegati anche al moto della luna sulla terra o la terra col sole, l'energia intrinseca di questo elemento è tale che riesce a vincere la forza attrattiva (anche per via del movimento di spinn dell'elettrone). Un'importante considerazione da compiere sull'atomo è anche il perché dell'esistenza dei neutroni, in natura, tutti gli elementi (eccetto H) posseggono almeno tanti neutroni quanto protoni. Superando un numero di protoni A di 50 i neutroni N = Z-A crescono molto di più dei protoni. Si possono distinguere quindi tre categorie: isotopi (stesso numero atomico e diverso numero di massa), isobari (stesso numero di massa ma diverso numero atomico), isotoni (diverso numero di massa e atomico ma A-Z = A'-Z').

In natura si è scoperto che la maggioranza dei nuclei possiede numeri atomici e di massa pari, quelli dispari (sono 5) hanno un livello energetico particolarmente instabile, (approfondimento sulla radioattività).

Se si esprime graficamente il numero di neutroni (Z-A) in funzione di A, possiamo identificare in che modo crescono i neutroni. Tramite leggi fisiche è possibile calcolare la forza forte che si esercita all'interno del nucleo che è proporzionale ai suoi due numeri A e Z, quindi nello stesso grafico è possibile sostituire N con l'energia dell'atomo e fare le considerazioni che i primi nuclei sonomolto semplici da sciogliere il legame... etc.

Si nota anche che l'energia e la massa stanno in una relazione (vedi Einstein) E = m x c^2 Questa legge fondamentale per la fisica nucleare, è capace di spiegare il difetto di massa, cioè se sommate le singole particelle che compongono l'atomo otteniamo P il peso dell'atomo stesso sara Q, P-Q rappresenta il difetto di massa ed è conducibile a 1%, ciò è dovuto alla perdita di massa per giustificare un aumento di energia.