Nuova definizione di Atomo
La più piccola porzione di un “elemento chimico” che conservi le proprietà dell’elemento stesso.
La parola “atomo”, che deriva dal greco átomos, “indivisibile”, fu introdotta dal filosofo greco Leucippo per definire le entità elementari, indistruttibili e indivisibili, di cui egli riteneva che fosse costituita la materia.
Per gli antichi filosofi atomisti, infatti, la materia, cioè tutte le cose, era costituita da atomi, particelle minime indivisibili di quattro tipi o elementi: aria, acqua, terra e fuoco.
Dopo la scoperta della possibilità di dividere l’atomo, risultato della ricerca del fisico italiano Enrico Fermi, l’idea che la scienza ha dell’atomo è molto cambiata.
Per la fisica oggi, un atomo è un sistema complesso costituito da un nucleo centrale formato da protoni, particelle a carica positiva, e neutroni, particelle a carica neutra, attorno al quale ruotano come satelliti gli elettroni, che hanno carica negativa.
Ogni sostanza ha una sua struttura atomica, dovuta alla quantità, disposizione e natura dei componenti atomici.
Per la chimica, l’atomo, invece, è la più piccola particella capace di combinarsi in un composto o in una reazione.
L’atomo non è altro che una struttura di energia (NdR: avviluppata su se stessa, centromossa dal micro buco nero centrale), che ponendosi in una gerarchia di particelle assume una forma che è possibile analizzare anche dal punto di vista chimico.
(NdR: NON è possibile fotogtafare l’interno di un atomo, ma se ne vede l’aspetto esterno del vortice di energia che esso emana e che lo rappresenta…. – vedi la foto dell’esterno dell’atomo qui sopra)
Le reazioni chimiche sono generalmente dovute alla forza elettromagnetica che un atomo manifesta attraverso la sua carica positiva o negativa o attraverso altre combinazioni che ora non vi sto a spiegare.
L’atomo si divide in un nucleo centrale costituito da protoni (carica positiva) e neutroni (carica neutra), viene naturale pensare che i protoni del nucleo debbano respingersi fra loro (cariche dello stesso segno si respingono, cariche di segno opposto si attraggono), ma la forza elettromagnetica viene vinta dalla forza nucleare forte che ha un raggio d’azione molto limitato. E’ per questo che più un atomo è pesante (ossia costituito da più protoni e neutroni) più è instabile (radioattivo) come il caso del famosissimo Uranio usato per la fissione nucleare, quando un atomo è troppo voluminoso la forza forte che ha un piccolo raggio d’azione non riesce ha tenerlo unito per molto tempo. Attorno al nucleo “orbitano” gli elettroni (carica negativa) che salvo condizioni particolari sono dello stesso numero dei protoni, ogni elettrone si trova ad una certa distanza dal nucleo che dipende dalla sua energia cinetica (livello energetico) ossia più un elettrone è veloce più riesce a stare lontano dai protoni (similmente a un satellite attorno a un pianeta).
Ecco che abbiamo costruito un atomo, ma la gerarchia di particelle non è certo finita. Una breve parentesi per stupirvi ma su cui dovrete tornare dopo un bel po’ di studio, quindi se non capite non preoccupatevi (un neutrone equivale a un protone più un elettrone, un protone equivale a un neutrone più un positrone, un elettrone invece è già una particella che si può considerare elementare).
Comunque ora ve la faccio molto più semplice, generalizzando parecchio possiamo trovare due classi di particelle elementari, queste sono i leptoni (le più leggere come gli elettroni) e i quark (i più pesanti che raggruppati formano neutroni e protoni). Allora un elettrone è semplicemente un leptone, un protone è costituito da due quark up e un quark down (sottogruppi della famiglia dei quark) mentre un neutrone è costituito da due quark down e un quark up. Ora non saprete tutto, ma almeno sapete abbastanza.
By Alberto Carboni
Tratto da: universofacile.net
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Composizione “apparente” dell’ATOMO
L’atomo è la più piccola parte di ogni elemento esistente in natura che ne conserva le caratteristiche chimiche. Tutta la materia è costituita da atomi. Un atomo era inizialmente considerato un’unità indivisibile; la parola deriva dal greco ατομος («atomos»), «che non si può dividere»: la «a» indica la negazione e «tomê» la divisione (cf. tomografia, lobotomia, …). L’idea che la materia sia formata da costituenti elementari e indivisibili risale alla dottrina dei filosofi greci Leucippo, Democrito ed Epicuro.
Verso la fine dell’Ottocento (con la scoperta dell’elettrone) fu dimostrato che l’atomo non era affatto indivisibile, bensì a sua volta composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine subatomiche).
In particolare, l’atomo è composto da un nucleo carico positivamente e da un certo numero di elettroni, carichi negativamente, che gli ruotano attorno. Il nucleo è composto da protoni, che sono particelle cariche positivamente e da neutroni che sono particelle prive di carica.
Se, facendo le proporzioni, consideriamo il nucleo grande come una mela, gli elettroni gli ruotano attorno ad una distanza pari a circa un chilometro.
Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo: il numero atomico, cioè il numero dei protoni del nucleo, e il numero di massa, cioè la somma del numero dei protoni e dei neutroni.
Normalmente, il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo. Essendo dette cariche di valore uguale (a parte il segno), un atomo è normalmente elettricamente neutro. Per questo motivo la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi con un numero di elettroni diverso dal numero atomico: si parla in questo caso di ioni.
Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche. Tutti gli atomi con lo stesso numero atomico appartengono allo stesso elemento.
Due atomi possono differire anche nell’avere numero atomico uguale ma diverso numero di massa. Simili atomi sono detti isotopi ed hanno le stesse proprietà chimiche. Un esempio di ciò è l’atomo di idrogeno. In natura esso è presente in grande maggioranza formato da un protone ed un elettrone. Vi è però, in minore quantità, anche il deuterio che è formato da un protone, un neutrone ed un elettrone. Con esso si forma l’acqua pesante.
Vi è anche il trizio (più raro) formato da un protone, due neutroni ed un elettrone. Chimicamente, idrogeno, deuterio e trizio hanno le stessa proprietà (in quanto hanno lo stesso numero atomico).
Gli atomi esistenti in natura sono 92 e sono elencati in una tavola, la tavola periodica degli elementi o tavola di Mendeleyev. Gli atomi sulla sinistra di questa tavola sono detti metalli ed hanno la proprietà di perdere con una certa facilità elettroni diventando ioni positivi. Gli atomi sulla destra, invece, sono detti non metalli ed hanno la proprietà di acquistare elettroni, cioè di diventare ioni negativi. Gli altri atomi hanno proprietà di perdere od acquistare elettroni in maniera meno netta. Certi atomi si possono addirittura comportare da metalli o da non metalli a seconda dei casi.
L’attitudine che hanno gli atomi di acquistare o perdere elettroni fa si che si formino legami elettrici fra gli stessi ed è così che si formano le molecole, i costituenti fondamentali dei composti chimici di cui è fatta la materia.
Il tipo più semplice di legame che si instaura fra gli atomi è il legame ionico. È il caso del sale da cucina, il cloruro di sodio NaCl. In esso il sodio diventa uno ione positivo ed il cloro uno ione negativo. Questi ioni si attraggono elettricamente e si forma un reticolo cristallino.
Altri tipo di legami chimici sono basati sul fatto che gli elettroni vengono condivisi dagli atomi che si legano. Si tratta del legame covalente.
È molto interessante il caso dell’acqua. Gli elettroni sono condivisi dall’atomo di ossigeno e dai due atomi di idrogeno in modo asimmetrico. Gli elettroni, cioè, tendono a stare più dalla parte dell’ossigeno e per questo motivo la molecola di acqua si comporta come un dipolo elettrico, ovvero un oggetto dotato di polarità elettrica.
Se immergiamo, per esempio, del sale da cucina nell’acqua, i dipoli dell’acqua scompongono il reticolo del sale inserendosi fra gli ioni Na e Cl facendo sì che il sale si sciolga (pur mantenendosi i legami fra sodio e cloro). Se poi inseriamo due elettrodi nella soluzione collegati ad una batteria, si ha il fenomeno dell’elettrolisi: gli ioni sciolti in acqua tenderanno ad andare, rompendo i legami, verso gli elettrodi dotati di segno contrario.
Gli ioni di sodio, positivi, tenderanno ad andare verso l’elettrodo negativo, il catodo, e gli ioni di cloro, negativi, tenderanno ad andare verso l’elettrodo positivo, l’anodo. In questo modo si rompono i legami chimici fra sodio e cloro ed sugli elettrodi si vanno a depositare i suddetti atomi (almeno teoricamente, perché nella realtà le cose sono sempre più complicate, per cui, in effetti, sul catodo si sviluppa idrogeno !).
Tratto da: it.wikipedia.org
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In ogni Atomo Troviamo: NUCLEO dell’Atomo
vedi anche: http://www.ct.infn.it/~rivel/divulgazione/div_3.html
http://www.geocities.com/scannapuerci/dove_si_scoprono_le_forze_nucleari.htm
http://www.ipotesi.net/ipotesi/hagelin.htm
In fisica col termine nucleo generalmente si intende la parte centrale, densa, di un atomo, costituita da protoni che possiedono carica positiva e neutroni di carica nulla, detti collettivamente nucleoni.
Il nucleo è caratterizzato da diversi parametri di cui i più importanti sono il numero di massa A, che rappresenta il numero totale di nucleoni presenti, il numero atomico Z che è il numero di protoni ed il numero neutronico N che rappresenta il numero di neutroni. Vale la relazione: A = Z + N. Altri parametri importanti sono lo spin totale, la parità e, nel caso di nuclei radioattivi, l’emivita.
Malgrado la presenza di protoni a carica positiva che quindi tra loro si respingono, il nucleo è mantenuto insieme dalla forza forte che attrae tutte le particelle composte da quark, come appunto i nucleoni. Tale forza agisce tra i nucleoni in un modo relativamente simile alla forza di Van der Waals tra le molecole: essa appare come il residuo esterno della forza che attrae i quark all’interno di un nucleone. Tale forza tuttavia non sempre riesce a mantenere stabile il nucleo dando origine a fenomeni quali il decadimento alfa, beta, gamma, ed in alcuni casi, alla fissione nucleare o altri più esotiche forme di decadimento radioattivo.
Storicamente la prima evidenza sperimentale dell’esistenza del nucleo contenente tutta la carica positiva degli atomi è stata osservata in seguito ad un esperimento compiuto a Manchester dal fisico neozelandese Ernest Rutherford. Egli commentando la sua formidabile scoperta scrisse: È come se una palla di cannone sparata contro un foglio di carta velina tornasse indietro
Le proprietà dei nuclei vengono studiate dalla fisica nucleare, la quale nel corso del ventesimo secolo ha trovato decine di applicazioni nei più disparati campi scientifici: tecniche come la risonanza magnetica nucleare sfruttano lo spin totale dei nuclei per ottenere delle immagini estremamente dettagliate dei tessuti umani, la datazione al carbonio 14 o potassio permette di datare con grandissima precisione reperti storici attraverso l’emivita dei nuclei radioattivi contenuti nel campione da datare, la fissione nucleare ha permesso la costruzione delle centrali elettriche termonucleari e alcuni ottimisti prevedono che la sua sorella, la fusione nucleare, diverrà la primaria fonte energetica dell’umanità nel prossimo futuro. Altre applicazioni sono state trovate anche in altri campi come l’agricoltura e nella sterilizzazione/conservazione degli alimenti.
Tratto da: it.wikipedia.or
Commento NdR: Ogni atomo, essendo centro mosso dal micro buco nero collegato al vuotoquantomeccanico, ha anche un suo proprio SPIN e persino gli elettroni che vi ruotano attorno son dotati di SPIN proprio, che ne determina la chiralità…; queste caratteristiche particolari determinano anche le variabili delle funzioni degli atomi stessi e quando sono all’interno di molecole, essi determinano SEMPRE le varie Funzioni della molecola stessa che se, ad esempio è una molecola naturale e non di sintesi chimica, avra’ una funzione “x”, in funzione dello spin atomico ed elettronico totale, di tipo ad esempio “x”, ma se la stessa molecola non è naturale ma sintetica, pur con la formulazione chimica simile a quella naturale, avrà la ed una funzione diversa, ad esempio “y”, e quindi la funzione della molecola avrà effetti diversi da quella di sintesi chimica nei corpi dei viventi, proprio per la chiralita’/spin diversa fra le due molecole simili, ma non identiche come spin; ecco spiegato in modo semplice gli effetti negativi e deleteri dei farmaci di sintesi chimica !
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Fermioni
I fermioni sono particelle che formano stati quantici compositi totalmente antisimmetrici. Come risultato, i fermioni sono soggetti al principio di esclusione di Pauli e obbediscono alla statistica di Fermi-Dirac. Il teorema dello spin statistico enuncia che i fermioni hanno spin semi-intero.
Il nome “fermioni” è stato attribuito in onore di Enrico Fermi.
Tutte le particelle elementari si dividono in fermioni e bosoni; tuttavia non solo particelle elementari, ma anche particelle composte da un insieme di altre particelle (come i nuclei atomici) possono essere fermioni o bosoni, a seconda del loro spin totale.
Le particelle elementari che formano la materia sono fermioni, principalmente quark (che formano i protoni e i neutroni) ed elettroni. Questi fermioni elementari sono classificati in due gruppi: leptoni e quark.
Esempi di fermioni sono:
– elettroni
– protoni
– neutroni
– quark
Bosoni
Tutte le particelle elementari si dividono in fermioni e bosoni.
I bosoni (così chiamati in onore del fisico indiano Satyendra Nath Bose), sono particelle che formano stati quantici compositi totalmente simmetrici. Come risultato, i bosoni obbediscono alla statistica di Bose-Einstein. Il teorema dello spin statistico enuncia che essi hanno spin intero. I bosoni elementari agiscono come portatori delle forze fondamentali.
Particelle composte da un insieme di altre particelle (come i protoni o i nuclei atomici) possono comportarsi come fermioni o bosoni, dipendentemente dal loro spin totale: di conseguenza, molti nuclei sono di fatto bosoni. Mentre i fermioni obbediscono al principio di esclusione di Pauli: “non più di un fermione può occupare un singolo stato quantico”, non esiste proprietà di esclusione per i bosoni, che sono liberi di affollare lo stesso stato quantico.
Questa proprietà dei bosoni può spiegare le proprietà di superfluidità dell’isotopo 3 dell’elio e i superconduttori, e la possibilità, per i bosoni, di formare i condensati di Bose-Einstein, un particolare stato della materia.
Esempi di bosoni sono:
– fotoni, che mediano la forza elettromagnetica
– bosoni W e Z, che mediano la forza nucleare debole
– elio liquido
– Coppie di Cooper
– fononi
Adroni – Questi si dividono in : Barioni e Mesoni
In fisica, un adrone è una particella subatomica composta da quark e gluoni.
La famiglia degli adroni è ulteriormente suddivisa in tre sottogruppi:
– barioni: formati da tre quark, come i protoni e i neutroni;
– barioni esotici, incluso il pentaquark, una particella composta da cinque quark;
– mesoni: formati da coppie quark/antiquark, come i pioni e i kaoni.
Barioni
I barioni sono una famiglia di particelle subatomiche che comprende i protoni, i neutroni (collettivamente chiamati nucleoni), e una serie di particelle pesanti e instabili (chiamate iperoni). Il termine “barione” deriva dal greco barys, che significa “pesante”, in quanto sono più pesanti degli altri gruppi di particelle.
I barioni sono fermioni ad interazione forte, ovvero, sono soggetti alla forza nucleare forte e sono descritti dalla statistica di Fermi-Dirac, che si applica a tutte le particelle che obbediscono al principio di esclusione di Pauli. Questo, in contrasto con i bosoni, che invece non rispettano il principio di esclusione.
I barioni, assieme ai mesoni, appartengono alla famiglia delle particelle note come adroni, ovvero le particelle composte da quark. I barioni hanno tre quark, mentre i mesoni hanno un quark e un anti-quark e quindi sono bosoni.
In cosmologia si distingue spesso fra materia barionica e non barionica. Col primo termine ci si riferisce a tutta la materia che conosciamo normalmente, costituita essenzialmente di protoni, neutroni es elettroni (che a rigore non sono barioni), mentre col secondo si indica tutta quella materia (ad es. i neutrini) che non è composta da barioni: in particolare la cosiddetta materia oscura è quasi sicuramente una forma di materia non barionica.
Mesoni
In fisica, un mesone è una particella non-elementare (adrone), composta da un quark e da un antiquark avente carica di colore opposta. Solitamente, una data coppia quark-antiquark non si manifesta da sola, ma piuttosto insieme ad altre in modo da ottenere una superposizione di “sapori”. Si distinguono i mesoni pseudoscalari (con spin 0) ed energia più bassa, quando quark e antiquark hanno spin opposto, e i mesoni vettore (spin 1), dove quark e antiquark hanno spin parallelo. Entrambi si presentano in versioni a più alta energia, dove lo spin è aumentato dal momento angolare orbitale. La maggior parte della massa dei mesoni deriva dal’energia di legame, piuttosto che dalla somma delle masse dei suoi componenti. Tutti i mesoni sono instabili.
I mesoni vennero inizialmente considerati i mediatori della forza che tiene uniti neutroni e protoni nel nucleo. Quando venne scoperto, il muone fu iscritto in questa famiglia, a causa della massa simile, e per questo fu battezzato erroneamente “mesone mu”, in quanto non è soggetto alla forza nucleare forte ed è in realtà un leptone. Successivamente, venne scoperto il pione o mesone π, che è il reale mediatore della forza e decade in un muone. Secondo la teoria dei quark, la forza è in realtà mediata dai gluoni, che operano tra i quark dei mesoni e dei nucleoni.
Leptoni (sono Leptoni: Elettrone + Muone + Particella Tau + Neutrino elettronico + Neutrino muonico)
Un lepton (λεπτον) è un centesimo di € in Grecia.
Un leptone (dal greco λεπτοσ, [sottile, leggero; la forma neutra λεπτον, sostantivata, significa “spicciolo”]) è una particella subatomica che (ad oggi) si ritiene sia puntiforme e non composta da quark, quindi fondamentale. I leptoni sono suddivisi in tre famiglie: gli elettroni, i muoni, le particelle tau, e i loro rispettivi neutrini.
– elettrone e e neutrino νe
– muone μ e neutrino νμ
– tauone τ e neutrino ντ
Tutti i leptoni conosciuti hanno carica negativa o neutra. Ci sono sei tipi di leptoni: tre con carica negativa e tre con carica neutra.
L’elettrone, il muone e il tau si differenziano per la loro massa. In tal senso, una delle sfide più importanti della fisica moderna riguarda proprio la ricerca del motivo di questa differenza in massa. Il modello standard prevede l’esistenza di una particella molto massiva – il bosone di Higgs – che determinerebbe, a seconda dell’interazione con i leptoni, la loro massa. È in costruzione al CERN di Ginevra una collisore (LHC) che si spera permetterà di osservare, seppure indirettamente, il bosone di Higgs.
Nel 1998 è stato dimostrato che i neutrini hanno una massa grazie all’osservatorio Super-Kamiokande situato in Giappone.
Tratto da: it.wikipedia.org
Commento NdR: ovviamente di queste informazioni, qui indicate, occorre tenere presente che la scienza atomica è ancora agli inizi delle vere scoperte sull’energia, quindi sono tutte quante suscettibili di aggiornamenti, disdette, e nuove informazioni sull’atomo di energia che esso è !
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