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L’atomo: i modelli del passato
Unità 9
11
La maggior parte degli elementi chimici è una miscela di isotopi, presenti
in natura in percentuali differenti ma costanti nel tempo. Il caso più noto è
quello dell’idrogeno (
Z
1), di cui esistono tre isotopi (
13
):
l’
idrogeno normale
1
1
H, o
pròzio
, con nucleo formato solo da un protone,
che costituisce il 99,985% della miscela isotopica;
il
deuterio
2
1
H, con un protone e un neutrone nel nucleo, che costituisce
lo 0,015%;
il
trizio
3
1
H, con un protone e due neutroni, presente nella miscela in per-
centuale irrilevante.
Un altro esempio importante è quello del carbonio (
Z
6), anch’esso con
tre isotopi:
12
6
C,
13
6
C e
14
6
C. Il carbonio-14 è un isotopo radioattivo utilizzato
per la datazione dei fossili.
Possiamo ora capire il motivo per cui la massa atomica relativa, a diffe-
renza del numero di massa, non è mai un numero intero, nonostante i pro-
toni e i neutroni abbiano massa praticamente uguale a 1 u e la massa degli
elettroni, molto minore, sia ininfluente nel computo finale.
La massa atomica di un elemento è la
media ponderata
delle masse ato-
miche degli isotopi che lo costituiscono. Per media ponderata si intende una
media che tiene conto dell’abbondanza percentuale di ogni isotopo in natura
(
abbondanza isotopica
).
Il potassio, per esempio, esiste come
39
K (93,2%) e
41
K (6,8%).
La sua massa atomica si ricava così:
39 93,2 41 6,8
100
39,1
e questo valore corrisponde alla misura sperimentale.
4.4
Gli atomi possono perdere o acquistare elettroni:
cationi e anioni
Un atomo neutro contiene lo stesso numero di protoni e di elettroni; il nu-
mero di elettroni però può variare.
Un atomo che perde uno o più elettroni si trasforma in uno
ione posi-
tivo
, o
catione
.
Ogni catione si rappresenta con il suo simbolo, indicando la sua carica in
alto a destra:
Ca
2+
Na
+
K
+
Un atomo che acquista uno o più elettroni si trasforma in uno
ione ne-
gativo
, o
anione
.
Gli anioni si rappresentano in modo analogo ai cationi:
Cl
–
F
–
S
2–
In generale,
numero di cariche
numero di cariche
elementari negative
elementari positive
X
n
oppure
X
n
simbolo chimico
simbolo chimico
dove
n
rappresenta il numero di cariche elettriche elementari possedute
dall’atomo.
+
_
_
+
_
1
1
H
2
1
H
3
1
H
idrogeno (prozio, 99,98%)
deuterio (0,015%)
trizio (radioattivo)
_
+
elettrone
protone
neutrone
+
Figura 13
I tre isotopi dell’idrogeno naturale.
6
Scegli tra le due alternative.
Il numero atomico/di massa è il numero di pro-
toni presenti nel nucleo di un atomo.
7
Completa le frasi.
Gli isotopi sono nuclidi con uguale numero
........................ ma diverso numero ................ .
L’atomo
39
20
X possiede ............. protoni e .............
...................... neutroni.
Facciamo il punto
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