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Cosa c’è, nel più piccolo?



 

L’atomo è la parte più piccola di un elemento. L’atomo più piccolo è quello dell’idrogeno che è costituito da un nucleo centrale che contiene:

  • una carica positiva, protone,
  • una carica negativa, elettrone (che gira vorticosamente intorno al nucleo, a notevole distanza).

Possiamo paragonare l’elettrone ad un satellite che gira intorno alla terra. Questo satellite si mantiene in equilibrio percorrendo la sua orbita tra la forza di gravità che lo attrae e la forza centrifuga che vorrebbe farlo fuggire per la tangente. Poichè l’elettrone è praticamente senza peso, il peso dell’atomo sta tutto nel nucleo. Il numero dei protoni contenuto in un atomo si definisce come “numero atomico” ed è responsabile delle proprietà chimiche di ogni atomo.

Se poniamo uguale ad 1 la massa dell’idrogeno, man mano che gli atomi degli altri elementi diventano più grandi e complessi, il loro numero atomico aumenta. C’è però una piccola complicazione. All’interno del nucleo dell’atomo di un elemento, oltre ai protoni, crescendo con la grandezza dell’atomo, si trovano altre particelle con una massa praticamente uguale a quella dei protoni, ma che, essendo priva di carica elettrica, vengono dette neutroni. Fatta eccezione per l’idrogeno, la presenza dei neutroni aumenta il peso dell’atomo: quindi il peso atomico è superiore al numero atomico.

Nella prima orbita di tutti gli atomi non ci possono essere più di 2 elettroni e tutti gli altri elettroni presenti nell’atomo, vanno a disporsi su orbite successive che non ne possono contenere più di 8. L’ultima orbita, quella esterna, ne contiene sempre, per tutti gli atomi anche i più complessi, un numero inferiore a 8, con l’unica eccezione dei gas nobili che ne hanno 8 e la loro orbita esterna è quindi satura.

Poichè tutti gli atomi tendono a saturare lo strato esterno assumendo elettroni per raggiungere il numero 8, “l’ottetto”, quando questo si verifica, l’atomo perde il suo equilibrio elettrico e, trovandosi qualche elettrone in più, poichè il numero dei protoni rimane costante, diventa reattivo. Diciamo che l’atomo, con una o più cariche elettriche è diventato uno ione, in questo caso negativo, perchè ha acquistato elettroni. Inversamente, se gli elettroni presenti nello strato esterno sono inferiori a 4, anziché assumere elettroni, l’atomo tende a cedere i pochi che ha, diventando uno ione positivo, perchè finiscono per prevalere le cariche positive dei protoni.

La molla delle reazioni chimiche risiede proprio in questo meccanismo, in questo bisogno irrefrenabile che hanno gli atomi di dare o di ricevere gli elettroni in eccesso o in difetto rispetto alla configurazione ideale dell’ottetto sull’orbita esterna.

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