Atomi e materia
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Data documento:
06 Aprile 2004 |
Elettroni e materia
 Nonostante
la scienza si adoperi ogni giorno per identificare "mattoni" sempre
più piccoli della materia, convenzionalmente si identifica nel atomo
l'elemento base della stessa.
L'atomo è composto da tre elementi fondamentali:
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i protoni, particelle caricate
positivamente che compongono, insieme ai neutroni, il nucleo dell'atomo;
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i neutroni, particelle di carica
neutra che compongono il nucleo degli elettroni insieme ai protoni;
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gli elettroni, particelle caricate
negativamente (con carica identica ai protoni ma inversa) che, nelle teorie
formulate dalla fisica classica, ruotano intorno ad un nucleo con orbite
distinte in livelli.
Un atomo in condizioni normali ha un numero di elettroni pari
al numero dei protoni, pertanto la carica risultante è nulla. Ma per
le leggi fisiche dell'attrazione tra cariche negative e positive (Legge
di Coulomb) è ovvio che più l'orbita di un elettrone è
esterna più è bassa l'attrazione esercitata dal nucleo dell'atomo.
Proprio gli elettroni più esterni, di solito, subiscono attrazioni da
atomi limitrofi, in tal caso si può innescare:
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un meccanismo di scambio di elettroni dove al passaggio
di un elettrone da un atomo A ad un atomo B corrisponde il passaggio inverso
di un elettrone dall'atomo B all'atomo A;
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la perdita di un elettrone quando l'atomo vicino non
sia in grado di contraccambiare o la forza dallo stesso esercitata sia molto
maggiore.
Nel caso che l'atomo perda o guadagni un elettrone, il bilanciamento
di carica si perde e l'atomo si dice ionizzato (positivamente se il numero dei
protoni è maggiore del numero di elettroni e negativamente nel caso contrario);
la ionizzazione può anche essere multipla quando un atomo perde o guadagna
più di un elettrone. La ionizzazione si rappresenta simbolicamente con
un segno meno (per gli ioni negativi) o più (per quelli positivi), per
ogni elettrone perso o guadagnato, affiancato al simbolo dell'atomo (es. l'atomo
di ossigeno ionizzato positivamente si indica con il simbolo O+),
l'elettrone che invece si muove da un atomo all'altro si dice libero o di conduzione.
La tendenza dell'atomo è sempre quella di completare
le orbite (ogni orbita ha infatti un numero di elettroni per i quali si dice
completa 2 per la prima orbita, 8 per la seconda e così via); quindi
sarà più probabile che un atomo si ionizzi positivamente se il
numero degli elettroni presenti nella sua orbita più esterna è
più vicino allo 0 e negativamente se si tova ad avere un numero di elettroni
nell'orbita più esterna vicino al massimo consentito.
Per questo motivo la materia si può dividere in due
grandi categorie: i conduttori e gli isolanti;
nella prima sono compresi tutti i materiali che hanno propensione a perdere
gli elettroni dell'ultima orbita (a ionizzarsi positivamente), nella seconda
tutti quelli che hanno propensione ad acquisire nuovi elettroni (a ionizzarsi
negativamente).
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