Come calcolare il numero di protoni, elettroni e neutroni presenti in un atomo

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La fisica è una disciplina davvero complessa che ci spiega come funziona il nostro mondo. Le leggi che regolano i vari fenomeni naturali si possono esprimere attraverso delle formule più o meno complesse. L'argomento centrale di questa interessante materia è l'atomo. Si tratta sostanzialmente di una particella dalle dimensioni minuscole, che unita ad altre particelle simili, costituisce la struttura di un qualunque elemento presente nell'universo. Un insieme di atomi genera una molecola, mentre tante molecole vanno a comporre gli elementi. L'atomo a sua volta, si compone di particelle cosiddette subatomiche. Stiamo parlando di protoni, neutroni ed elettroni. Ciascuno di essi presenta una carica elettrica specifica. Il protone ha carica positiva, mentre l'elettrone ne contiene una negativa. Infine i neutroni, come ci suggerisce il nome stesso, presentano carica neutra, quindi né positiva né negativa. Andiamo dunque ad osservare più da vicino una particella atomica. Nella seguente guida vedremo come calcolare il numero di protoni, elettroni e neutroni presenti in un atomo.

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Occorrente

  • Libro di chimica
  • Conoscenze di base sull'atomo
  • Tanto esercizio
  • Tavola periodica degli elementi
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Rintracciare il numero atomico di un elemento sulla tavola periodica

Per calcolare il numero di protoni, elettroni e neutroni presenti in un atomo, dobbiamo anzitutto rintracciare il numero atomico e la massa atomica dell'elemento di nostro interesse. Questo tipo di informazioni si può trovare facilmente consultando la tavola periodica degli elementi. Prendiamo come riferimento il mercurio, che nella tavola periodica viene indicato con il simbolo "Hg". Il quadratino relativo a questo elemento ci indica che il suo numero atomico corrisponde a 80, mentre la sua massa atomica è 200,59. Entrambi i numeri che stiamo osservando ci servono per determinare la quantità di ciascuna particella subatomica. Soffermiamoci per un attimo su di essi. Dobbiamo ricordare che il numero atomico è la quantità di protoni contenuti nel nucleo di un atomo. Ne deduciamo, quindi, che i protoni presenti in un atomo di mercurio sono 80. Come ben sappiamo, un atomo è elettricamente neutro, quindi i protoni in esso presenti portano una carica positiva. Il nucleo di un atomo di mercurio avrà, di conseguenza, una carica di +80.

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Riconoscere il numero di massa di un atomo

Il nucleo di un atomo contiene altre particelle subatomiche oltre ai protoni. Parleremo dunque dei neutroni, che hanno carica neutra. Queste particelle non sono particolarmente rilevanti per ciò che concerne le proprietà chimiche di un atomo. D'altro canto, dobbiamo tener conto della loro presenza. Il loro numero, rapportato con quello dei protoni, determina la stabilità del nucleo. Si rivela dunque importante conoscere la quantità dei neutroni. Qui subentra il cosiddetto "Numero di massa", che si traduce con il numero totale di protoni e neutroni presenti nel nucleo dell'atomo. Esistono dei casi in cui gli atomi di uno stesso elemento possono riportare differenti numeri di massa. In questo caso ci troveremo di fronte agli isotopi, provvisti dello stesso numero atomico ma aventi un differente peso atomico. Ora non ci resta che trovare la quantità di particelle subatomiche presenti in un atomo. Vediamo come fare nel prossimo passaggio, con un pratico esempio.

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Trovare la quantità di neutroni in un atomo conoscendo il numero di protoni ed elettroni

In fisica esiste una regola molto semplice che ci permette di trovare il numero di neutroni presenti in un atomo. Se conosciamo il numero atomico e quello di massa, avremo come risultato della loro sottrazione il numero dei neutroni. Prendiamo come riferimento, per calcolare il numero di protoni, elettroni e neutroni presenti in un atomo, un elemento come lo zolfo. Sulla tavola periodica lo ritroviamo sotto il simbolo "S". Esso contiene 16 protoni, difatti questo valore corrisponde al suo numero atomico. La massa invece è di 32. Possiamo dunque affermare che un atomo di zolfo contiene 16 protoni e 16 elettroni, poiché la sua massa atomica è 32. Per trovare il numero di neutroni dobbiamo semplicemente sottrarre il numero atomico a quello di massa atomica. Avremo, pertanto, 16 come numero di neutroni, calcolando "32 - 16" sulla struttura di un atomo.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Consultare la tavola periodica per rintracciare il numero atomico e quello di massa atomica.
  • Esercitarsi con ciascun elemento presente sulla tavola periodica per acquisire dimestichezza con protoni, elettroni e neutroni contenuti in un atomo.
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