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Appunti di Stechiometria per Chimica L'ATOMO Il protone, il neutrone e l'elettrone sono le tre particelle subatomiche che costituiscono l'atomo. carica (C)

massa (e) (g)

(uma)

+1.6x10-19

+1 1.67x10-24

1.0073

neutrone 0

0 1.67x10-24

1.0087

elettrone -1.6x10-19

-1 9.1x10-28

5.5x10-4

protone

L'atomo è per convenzione l'unità costituente la materia (cioè tutto ciò che ha massa)

L’atomo è costituito da un nucleo positivo centrale, formato da protoni ed eventualmente neutroni, e da elettroni negativi disposti esternamente al nucleo. Il raggio di un atomo è dell'ordine di 1 Å (10-10 m). Il nucleo ha un raggio di circa 10-5 Å (100000 volte più piccolo del raggio atomico).

Il numero di protoni presenti nel nucleo di un atomo viene definito come numero atomico Z. La somma dei neutroni e dei protoni presenti nel nucleo di un atomo viene definito numero di massa A.

In un atomo neutro il numero degli elettroni è uguale al numero dei protoni (numero atomico Z). Gli atomi che hanno uno specifico numero atomico vengono chiamati specie atomica o elemento.

TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI

Un atomo, caratterizzato da un certo numero atomico Z (numero di protoni) e da un certo numero di massa A (numero di neutroni e di protoni), viene chiamato nuclide e si indica con è il simbolo dell'elemento.

, dove X

Nuclidi con lo stesso Z ma differente A si chiamano isotopi Una stessa specie atomica ha, di norma, diversi isotopi. Si parla di miscela isotopica naturale la composizione dei vari nuclidi di un dato elemento presente in natura. Alcuni nuclidi sono stabili, altri sono instabili (radioattivi) e decadono mediante una reazione nucleare. La composizione del nucleo in termini di protoni e neutroni determina la stabilità del nuclide.

Nuclidi stabili

Isotopi naturali di alcuni elementi Massa atomica (uma)

% di nuclidi

H H 3 He

1,007825 2,0140 3,01603

99,985 0,015 0.00013

4

He Li 7 Li 9 Be 10 Be 10 B

4,00260 6,01512 7,01600 9,01218 10,0135 10,0129

~ 100 7,42 92,58 ~ 100 tracce 19,78

11

11,00931 12 (esatta) 13,00335

80,22 98,89 1,11

Nuclide 1

2

6

B C 13 C 12

Se una sostanza è costituita da una sola specie atomica si parla di sostanza elementare. Se una sostanza è formata da atomi di specie diverse si parla di sostanza composta o più semplicemente composto. L'unità di riferimento per la misura della massa degli atomi è l'unità di massa atomica (uma o Dalton) definita come 1/12 della massa del nuclide neutro 12C Il Peso Atomico (o più correttamente Massa Atomica relativa) di un elemento è la massa atomica media (pesata rispetto all'abbondanza relativa degli isotopi naturali) dei vari nuclidi neutri di un dato elemento relativa all'uma (dalton). Il numero d'atomi presenti in 12 g di 12C (6.022x1023) è chiamato Numero (o costante) di Avogadro. La Mole è un'unità di quantità di sostanza che contiene un Numero di Avogadro d'entità elementari quali atomi, molecole, elettroni etc.

Il valore numerico della massa atomica espressa in uma è equivalente al valore numerico della massa molare (massa di una mole d'atomi) espressa in grammi La massa atomica dell'idrogeno è 1,007825 × 0,99985 + 2,0140 × 0,00015 = 1,00797 uma La massa di una mole d'atomi d'idrogeno è uguale a 1,00797 g La massa atomica del carbonio è 12× 0,9889 + 13,00335 × 0,0111 = 12,0111 uma La massa di una mole d'atomi di carbonio è uguale a 12,0111 g...