ATOMI E MOLECOLE

La materia è composta da atomi, le più piccole unità degli elementi chimici. Il nucleo di un atomo contiene protoni carichi positivamente e (con l’eccezione dell’idrogeno, ¹H) neutroni, che non hanno carica. Il numero di protoni definisce il numero atomico di un atomo. Il peso atomico (la massa atomica) dipende dal numero di protoni e di neutroni presenti nel nucleo. Il modo in cui un atomo reagirà con altri atomi è determinato dai suoi elettroni, piccole particelle cariche negativamente che si trovano esternamente al nucleo. Il numero di elettroni in un atomo è uguale al numero di protoni.

 

I nuclei di differenti isotopi dello stesso elemento chimico contengono lo stesso numero di protoni, ma un diverso numero di neutroni. Perciò gli isotopi di un elemento hanno lo stesso numero atomico, ma differente peso atomico.

 

Gli elettroni di un atomo hanno differenti quantità di energia. Gli elettroni più vicini al nucleo hanno meno energia di quelli più lontani dal nucleo e si trovano, quindi, a un livello di energia più basso. Un elettrone tende a occupare il più basso livello di energia disponibile, ma, con apporto di energia, può essere spinto a un livello di energia più alto. Quando l’elettrone torna nuovamente a un livello energetico più basso, l’energia viene liberata.

 

Il comportamento chimico di un atomo è determinato dal numero e dalla distribuzione dei suoi elettroni ai vari livelli: ha la massima stabilità quando tutti i suoi elettroni occupano i livelli energetici più bassi  e quando questi livelli sono completamente occupati da elettroni. Le reazioni chimiche tra atomi sono il risultato della tendenza degli atomi a raggiungere la configurazione elettronica più stabile possibile.

 

Le particelle, formate da due o più atomi, sono dette molecole e sono tenute insieme da legami chimici: i due principali tipi di legami sono il legame ionico e covalente. Gli atomi carichi che si formano quando un elettrone salta da un atomo a un altro sono detti ioni; i legami ionici si basano sull’attrazione reciproca di particelle di carica opposta. Nei legami covalenti coppie di elettroni sono condivise da atomi; nei legami covalenti semplici viene condivisa una coppia di elettroni, in quelli doppi vengono condivise due coppie di elettroni. In alcuni legami covalenti, detti legami covalenti polari, le coppie di elettroni non sono ugualmente condivise conferendo alla molecola regioni di carica positiva e regioni di carica negativa.

 

Le reazioni chimiche, che sono scambi di elettroni fra atomi, possono essere rappresentate da equazioni chimiche. Le sostanze costituite da atomi di due o più elementi in proporzioni costanti e definite sono dette composti chimici.