COSTRUIAMO L’ATOMO
( http://phet.colorado.edu/en/simulation/build-­‐an-­‐atom )
SCHEDA DI LABORATORIO
∗ Cosa serve per costruire l’atomo?
Quali tipi di particelle hai a disposizione per costruire un atomo? (Osserva i cestoni in basso
alla schermata)
∗ Dove mettiamo le varie componenti?
Prova a sistemare le particelle. Possono essere posizionate ovunque o hai incontrato delle
limitazioni? Descrivi brevemente ciò che hai osservato
Facciamo il punto:
Hai avuto conferma che nella parte centrale (NUCLEO) possono essere collocati solo
……………………. e ……………………
Intorno al nucleo, a diversi livelli energetici (gusci) si posizionano gli ………………………
Quanti elettroni puoi collocare nel primo livello? E sul secondo?
Ti ricordi quanti elettroni possono stare nel terzo livello?
E’ possibile sistemare gli elettroni sul livello più esterno se quello interno non è completo?
∗ Uno sguardo alla tavola periodica
Apri la finestra “Element “(in alto a destra). Mentre costruisci il tuo atomo, osserva ora cosa
succede nella tavola periodica.
Quale/i particella/e fanno cambiare il nome dell’elemento di cui stai costruendo l’atomo?
Facciamo il punto:
Hai avuto conferma che ciò che distingue un elemento da un altro è il numero di
…………….., cioè quello che abbiamo definito a lezione il NUMERO ATOMICO (Z),
caratteristico di ogni elemento.
Aiutandoti con la simulazione, fai qualche esempio: idrogeno (H) ha Z = ……; elio (He) ha
Z =……..; carbonio (C) ha Z =……..
∗
E il numero di massa?
Sempre nella stessa pagina apri la finestra “Mass Number” (numero di massa, A).
Quale o quali particelle sono responsabili della sua variazione? Dai una spiegazione
descrivendo i vari tentativi che hai fatto con la simulazione.
Facciamo il punto:
Hai
avuto
conferma
che
il
numero
di
massa
è
determinato
dal
numero
di…………………………e di ………………….. presenti nel nucleo. Quindi posso scrivere
che A= n°…………….+ n° ………………..
∗ Isotopi…strani personaggi!
Cosa succede al numero atomico e al numero di massa se tengo fisso il numero dei protoni e
vario quello dei neutroni?
Facciamo il punto:
Variando solo il numero di massa e non il numero atomico (cioè il numero dei protoni)
l’elemento non ……………….. Ottengo cioè diverse varianti dell’atomo di uno stesso
elemento che differiscono solo per il numero dei ………………….. Queste diverse versioni
si chiamano ISOTOPI.
Costruisci, con l’aiuto della simulazione, gli isotopi dell’idrogeno. Posiziona un elettrone nel
primo guscio e poi segui le indicazioni
Z=1
quindi i protoni nel nucleo saranno?.... (resterà sempre fisso)
A=1
quindi……
A=2
quindi……
A=3
quindi……
Disegna qui sotto i tre isotopi dell’idrogeno.
Ora clicca “Reset”, evidenzia nella casella “show” anche l’indicazione “Stable/Unstable” e
ricostruisci i tre isotopi dell’idrogeno,. Descrivi ciò che osservi con l’aumentare del numero
dei neutroni nel nucleo.
Prova anche con altri elementi. Cosa rende il nucleo stabile?
∗
Quando l’atomo è elettricamente neutro?
Ora apri la finestra “Net charge” (carica netta). Evidenzia anche nella casella “show”:
“Neutral/Ion”.
Quale/i particella/e influenzano la carica totale dell’atomo che stai costruendo? Per motivare
la risposta descrivi le prove che hai eseguito con la simulazione.
Facciamo il punto:
Hai appurato che i …………………. Non influenzano la carica complessiva dell’atomo, in
quanto sono neutri, non hanno carica.
Hai osservato che i ……………………. hanno carica positiva e che gli …………………..
hanno carica negativa.
La somma delle cariche positive e negative dell’atomo mi dà la carica complessiva
dell’atomo;
quindi
un
atomo
è
elettricamente
neutro
quando…………………………………………………………………………………………
∗
I gas rari… i nobili della tavola periodica!
Costruisci l’atomo neutro di Elio (He) con Z = 2 , e l’atomo di Neon (Ne) con Z = 10.
Posiziona per ultimi i neutroni; tanti quanti ne servono per rendere gli atomi stabili?
Quanti elettroni hai aggiunto per la costruzione dei due atomi?
Cosa puoi dire dei loro livelli più esterni?
Facciamo il punto:
Hai osservato che nei due casi i livelli più esterni sono completi, cioè contengono il
massimo numero di elettroni possibili. I due atomi sono perciò molto stabili, stanno bene
così come sono, non hanno bisogno di nulla (nobili!!!). Gli elementi che si trovano in questa
situazione sono chiamati gas inerti, cioè non tendono a reagire con altri, sono completi così.
Essi si trovano tutti nell’ultimo gruppo della tavola periodica.
∗
Gli ioni….quelli carichi!!!
Costruisci con la simulazione l’atomo neutro di Boro (B)
Z = 5, A= 10
Quanto elettroni dovrai posizionare perché l’atomo sia neutro? (aiutati osservando la casella
“Charge net” a destra della schermata)
Perché il livello più esterno sia completo cosa potresti fare?
Pensando di dover pagare due euro per qualsiasi spostamento di un elettrone (cioè sia per
aggiungerne uno che per toglierlo). È più vantaggioso, in questo caso, aggiungere elettroni o
toglierne?
Disegna l’atomo di Boro neutro, disegna poi la situazione più vantaggiosa che hai trovato
perché l’atomo di boro abbia una situazione di livello energetico esterno completo.
Esegui gli stessi passaggi ma questo volta con l’atomo di Ossigeno (O) con Z=8 e A= 16.
Facciamo il punto:
Aggiungendo o togliendo elettroni hai notato che la carica netta (Charge net) dell’atomo
varia.
Se aggiungi elettroni, le cariche negative sono maggiori delle cariche positive, l’atomo si
carica negativamente, diventa uno IONE NEGATIVO (Anione).
Se togli elettroni, le cariche positive sono maggiori delle cariche negative, l’atomo si carica
positivamente, diventa uno IONE POSITIVO (Catione).
∗ Cambia pagina, dal menù in basso scegli la casella Symbol.
Usando la simulazione, costruisci almeno 3 atomi differenti, ciascuno con carica.
Osserva cosa avviene nel riquadro a destra dove è indicato in grande il simbolo dell’elemento
di cui stai disegnando la struttura atomica.
Il numero in rosso in basso a sinistra indica:………………………..
Il numero in nero in alto a sinistra indica: ………………………….
Il numero in alto a destra indica:…………………………………….
Considerando ancora i tre atomi che hai scelto precedentemente compila la seguente tabella.
Nome
elemento
Simbolo
Numero
Numero
Numero
Numero di
Numero
Protoni
elettroni
neutroni
massa (A)
atomico(Z)
carica
