L’Atomo e l’Elettrone (4)

… studiare, studiare ed ancora studiare, è il solo modo di capire quanto possa essere grande sia la propria ignoranza!

L'ATOMO ED I SUOI ELETTRONI LIBERI Ci sono più di 100 diversi tipi di atomi , o elementi , da cui il milioni di differenti forme di materia presenti nell'universo, di cui è composto. Gli elementi più pesanti sono sempre radioattivi e instabili , e questi si decompongono spontaneamente verso atomi con minore peso atomico. Permettetemi di aggiungere qualcosa a quanto detto. Ci sono circa 100 atomi diversi presenti in natura . Molti di più possono essere prodotto da scienziati che utilizzano dispositivi come gli acceleratori di particelle. Gli atomi pesanti, quelli contenenti un gran numero di protoni, elettroni e neutroni, come l'uranio e il radio sono instabili . Emanano spontaneamente energia (sono radioattivi ) e si decompongono per formare casualmente altri atomi stabili, non radioattivi. Un materiale , che è formato da un solo tipo di atomo, viene chiamato un elemento. L' acqua non è un elemento

perché contiene due tipi di atomi, idrogeno e ossigeno.L'acqua è quindi una molecola. Il Rame contiene solo atomi di rame, il rame così è un elemento. Ci sono molti altri elementi comuni . L'atomo più semplice e leggero ( o elemento ) è l'idrogeno .

Un atomo di idrogeno è costituito da un elettrone e un protone , come mostrato a lato. Come aspetto l'atomo di idrogeno è simile a tutti gli altri : i vortici di elettroni ( orbite ) attorno al protone, o nucleo, dell'atomo, simili ai pianeti ruotano intorno al sole. Gli elettroni che ruotano attorno al nucleo cosiddetti planetario , o orbitale , elettroni. Il nucleo è il nome dato al ' centro ' dell'atomo . Il secondo atomo in termini di peso è l'elio , con due protoni e due elettroni .

Il terzo atomo è litio , con tre elettroni e protoni tre , e così via

Alcuni atomi (elementi) tra i più noti, in ordine di numero atomico sono : 1 Idrogeno (H) 28 Nikel (NI) 2 Elio (He) 29 Rame (Cu) 3 Litio (Li) 30 Zinco (Zn) 6 Carbonio (C) 32 Germanio (Ge) 8 Ossigeno (O) 79 Oro (Au) 13 Alluminio (Al) 82 Piombo (Pb) 14 Silicio (Si) 88 Radio (Ra) 26 Ferro (Fe) 92 Uranio (U)

La maggior parte degli atomi hanno un nucleo ( centro ) costituito da tutti i protoni dell'atomo e anche uno o più neutroni . Gli elettroni ( sempre in numero pari al numero di protoni nucleari) sono vorticoso movimento ( in orbita ) intorno al nucleo in vari strati . Il primo strato di elettroni fuori del nucleo può ospitare solo due elettroni . Se l'atomo ha tre elettroni , due saranno nel primo strato e la terza sarà nello strato successivo . Il secondo strato sarà completamente riempito quando sarà occupato da otto elettroni in vorticosa rotazione intorno al nucleo. Il terzo sarà pieno quando conterrà diciotto elettroni

Alcuni degli elettroni nell'orbita esterna , o guscio , degli atomi di molti materiali come il rame o argento sono presenti sul più alto " livello di conduzione " e quindi hanno la caratteristica di poter essere rimosse facilmente, quindi questa facilità di attingere elettroni determina il nome di buon conduttore di elettricità . Questi elettroni viaggiano fuori in ampi spazi aperti tra gli atomi e molecole e possono essere chiamati elettroni liberi . Altri elettroni nelle orbite esterne resisteranno alla loro rimozione e sono chiamati elettroni legati o di valenza . Un materiale, consistente in atomi ( o molecole ) che hanno molti elettroni liberi permetterà un facile interscambio dei loro elettroni dei gusci esterni, mentre gli atomi con elettroni solo legati ostacoleranno qualsiasi scambio di elettroni . Il rame ad esempio, ha un elettrone nella sua orbita esterno (o strato) . Questo piccolo solitario elettrone esterno dell'atomo rame è molto facile da ' rubare ' dall'atomo rame e di poterlo "spostare" . L'elettrone esterno è chiamato elettrone libero . In realtà non è libero, ma vagamente legato all'atomo e facile da incoraggiare il suo spostamento a distanza, in modo da essere chiamato elettrone libero . Il rame non resiste con forza il movimento dei suoi elettroni esterni , o in altre parole, non offre molta resistenza a noi se cerchiamo di ottenere la mobilità dei suoi elettroni esterni. Parleremo di come si arriva a determinare questo movimento più tardi . Un materiale , che non abbia elettroni liberi , si dice che abbia una elevata resistenza . Tutti i metalli dispongono di elettroni liberi.

L' ELETTROSCOPIO Un esempio di elettroni e cariche elettriche che agiscono l'uno sull'altro è dimostrato dall'azione di un elettroscopio . Un elettroscopio costituito da due foglie d'oro molto sottili (o foglie alluminio) applicate alla parte inferiore di un'asta metallica. Adevitare che le correnti d'aria danneggiano le delicate lamine ( o foglie), l'asta e le foglie sono racchiuse in una bottiglia di vetro , l'asta sporgente dall'alto attraverso un sughero gomma.

Per comprendere il funzionamento del elettroscopio , è necessario ricordare questi fatti : 1 . Normalmente un oggetto ha una carica neutra. 2 . Cariche uguali si respingono , cariche diverse si attraggono. 3 . Gli elettroni sono negativi . 4 . Tutti i metalli hanno elettroni liberi . Normalmente l'asta metallica dell'elettroscopio ha una carica neutra e le foglie pendono parallelamente tra loro verso il basso. Strofiniamo un pezzo di gomma dura su della lana forzando la lana a cedere elettroni alla gomma, in questo modo si carica la gomma con un eccesso di elettroni, caricandola cioè negativamente . Quando il pezzo di gomma, caricato negativamente, viene portato vicino alla parte superiore dell'asta , alcuni degli elettroni liberi della gomma sono indotti a scendere lungo l'asta , lontano dalla carica negativa della gomma. Alcuni di questi elettroni si depositano su una delle due foglie ed alcuni sull'altra . Ora le due foglie non sono neutre ma sono leggermente negative e respingono, muovendosi verso l'esterno dalla posizione verticale che avevano precedentemente. Allorchè l' oggetto di gomma caricato viene rimosso , gli elettroni tornano indietro l'asta per le loro aree originali. A questo punto le foglie di nuovo hanno una carica neutra e pendono parallele tra di loro.

Poiché l' oggetto in gomma caricato non ha toccato l'elettroscopio , esso non ha collocato nessun elettrone sull'asta e nemmeno ha ricevuto elettroni da esso . Quando gli elettroni sono stati guidati lungo l'asta alla parte inferiore , rendendo le foglie negative, questi stessi elettroni hanno lasciato la parte superiore dell'asta lasciando la parte superiore positiva. La carica complessiva dell'asta è tornata neutra quando l'influenza della gomma (fortemente caricata negativa) sulla parte superiore è stato ritirata, la presenza di questa carica negativa esterna ha indotto molti elettroni a spostarsi sulla parte inferiore (le foglie); appena cessata l'influenza esterna, gli elettroni sono tornati al loro posto facendo tornare la canna neutra. Se un oggetto viene caricato positivamente, ad esempio tramite una bacchetta di vetro vigorosamente strofinata con un pezzo di seta, viene portato vicino alla parte superiore dell'asta dell'elettroscopio, alcuni degli elettroni liberi nelle foglie e sull'asta saranno attratti verso l'alto verso l'oggetto positivo. Queste cariche negative si dislocano sulla sommità dell'asta dove si sono accumulate cariche negativa, a causa dell'eccesso di elettroni liberi. Entrambe le foglie sono lasciate in uno stato di carenza di elettroni liberi che significa che sono caricate positivamente . Dal momento che entrambe le foglie sono ancora similarmente caricate , si respingono verso il bordo esterno una seconda volta.

Nota : una carenza di elettroni su un oggetto determina l' oggetto con una carica positiva. Un eccesso di elettroni conferisce una carica negativa .

Se un oggetto caricato negativamente tocca la sommità del tondino metallico , Per reiezione delle cariche, la sommità del tondino perderà elettroni facendoli migrare verso l'altra estremità dell'asta dove stanno le foglioline che per questo motivo, cioè per un ecesso di elettroni (-), saranno caricate dello stesso segno e quindi appariranno divaricate . Appena l'oggetto viene allontanato dalla sommità del tondino, gli elettroni, prima respinti verso l'altra sommità, torneranno al loro posto, ripristinando l'originale stato neutro e le foglioline torneranno parallele. L' elettroscopio dimostra la libera circolazione di elettroni che può avvenire attraverso oggetti metallici o conduttori quando la pressione elettrica , o elettrostatica, viene esercitata sugli elettroni liberi