LA STRUTTURA DELL’ATOMO
Tutti i corpi, solidi, liquidi o gassosi, sono composti da particelle
molto piccole chiamate atomi.
Questa parola deriva dal greco atmos (che significa indivisibile).
L’atomo è la più piccola porzione di materia che può costituire un
elemento.
L’acqua, la cui formula chimica è H2O , è un composto la cui
molecola è costituita da due atomi di idrogeno H e da un atomo di
ossigeno O.
Contrariamente a quanto pensavano gli antichi filosofi greci, anche
l’atomo può essere suddiviso.
L’atomo di idrogeno è quello che possiede la struttura atomica più
semplice.
Ciascun atomo può essere paragonato ad un sistema solare
costituito da un nucleo centrale attorno al quale ruotano, su orbite
differenti, gli elettroni.
Gli elettroni gravitano attorno al nucleo così come i pianeti attorno al
sole, ma a differenza di questi ruotano a velocità elevatissima
variando continuamente il piano della loro orbita.
Ciascuno di questi strati, contraddistinto da una lettera dell’alfabeto,
può contenere un ben preciso numero di elettroni come di seguito
riportato:
Strato (dal più interno
al più esterno)
K
L
M
N
O
P
Q
Numero massimo di
elettroni contenuti in
ciascuno strato
2
8
18
32
50
72
98
Il nucleo dell’atomo è composto da particelle cariche
positivamente (i protoni), e da particelle senza carica (i neutroni).
Il numero di protoni presenti nel nucleo di un atomo è detto
numero atomico dell’atomo e si indica con la lettera Z.
In condizioni di equilibrio l’atomo risulta elettricamente neutro
poiché si compone dello stesso numero di elettroni e di protoni.
Nel caso di atomi che presentano, nell’ultimo strato, pochi elettroni,
questi prendono il nome di elettroni di conduzione perché
possono liberarsi con una certa facilità dalle forze che li tengono
legati a quell’atomo e spostarsi nell’orbita di un altro, partecipando
quindi alla conduzione delle cariche.
Prof. Nuccio Salvatore - Mascellino L.
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Il più recente modello atomico proposto dai fisici vuole che i protoni
ed i neutroni siano costituiti da QUARK che, insieme ai muoni,
neutrini, gluoni, fotoni, gravitoni ed altri, danno origine ai fermioni.
Se l’atomo perde o acquista un elettrone diventa uno ione.
Lo ione è detto positivo se ha perduto uno o più elettroni, mentre è
detto negativo se ha acquistato uno o più elettroni.
Il peso atomico di un elemento è dato dalla somma del
numero dei protoni e del numero dei neutroni.
Così ad esempio il simbolo C126 indica l’elemento Carbonio con
numero atomico 6 (numero di protoni = numero di elettroni) e
peso atomico 12 (6 protoni + 6 neutroni).
Così ad esempio U23592 indica l’elemento Uranio con 92 protoni
(numero atomico) e peso atomico 235 (92 protoni + 143 neutroni).
MATERIALI CONDUTTORI
Si chiamano CONDUTTORI quei materiali che presentano un
grande numero di elettroni vaganti in tutte le direzioni e che
passano da un atomo all’altro.
Questi elettroni, se sottoposti ad una particolare forza esterna, si
mettono facilmente in moto ordinato lungo il conduttore.
I materiali conduttori più utilizzati in elettrotecnica sono:
il rame, l’alluminio, l’oro, l’argento, il ferro, il mercurio.
MATERIALI SEMICONDUTTORI
Si chiamano SEMICONDUTTORI quei materiali che presentano
soltanto alcuni elettroni liberi e, quindi, non sono né buoni
conduttori né buoni isolanti.
I materiali semiconduttori più utilizzati in elettrotecnica e in
elettronica sono: il silicio, il germanio, l’arseniuro di gallio.
MATERIALI ISOLANTI
Si chiamano ISOLANTI quei materiali nei quali gli elettroni non
possono passare da un atomo all’altro. Essi non hanno
praticamente gli elettroni di conduzione.
I materiali isolanti più utilizzati in elettrotecnica sono:
il vetro, la porcellana, l’aria secca, la carta, la gomma, la mica e
alcuni materiali sintetici come il PVC.
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