Scariche elettriche nei tubi a gas rarefatti e tubo ... - ZyXEL NSA210

ESPERIENZE CON I TUBI DI SCARICAComposizione e struttura dell’atomoLa struttura dell‘atomo -1- 1

Tubo pieno d‘aria alla pressione di 1,0bar e alla temperatura di 20°CDifferenza di potenzialetra gli elettrodiPompa a vuotoTubo „pieno d‘aria“Alimentatore adalta tensioneElettrodi: catodo (polo - ), anodo (polo +)La struttura dell‘atomo -2- 2

Constatazioni: Anche se la differenza di potenziale tra glielettrodi è di 6000 Volt, nel tubo non passacorrente elettrica.=>... Durante un temporale quando scocca unfulmine, la differenza di potenziale chepermette la scarica elettrica è dell‘ordine di100000 Volt e più.La struttura dell‘atomo -3- 3

Tubo con un elevato grado di vuoto (una concentrazione dimolecole 10 4 volte più piccola di quella misurabile ad 1,0 bar)La differenza di potenzialecrolla bruscamenteIl gas all‘interno deltubo emette luceLa struttura dell‘atomo -4- 4

Constatazioni Nel tubo circola una corrente elettrica chetrasporta energia. L‘energia trasportata viene ceduta a ................... ................................. nel tubo che laemettono nuovamente come ..................................... (non si osserva un riscaldamento deltubo) Gli ioni o altre particelle cariche presenti neltubo si formano solo grazie alla elevatatensione elettrica iniziale e ..............................libere a lungo.La struttura dell‘atomo -5- 5

Deviazione dei raggi catodici con uncorpo carico negativamentePiastra caricata negativamenteLa struttura dell‘atomo -6- 6

I raggi catodici non passano attraversola materia e possiedono una massaLa struttura dell‘atomo -7- 7

Osservazioni e interpretazionisulle esperienze con i tubi catodici La carica elettrica si sposta anche nel vuoto se la differenza dipotenziale è sufficientemente elevata. Le cariche in moto nel tubo sono ..............(raggi .............),escono dal catodo (polo ...............) andando verso l’anodo (polo.............). Il loro moto è rettilineo se non viene deviato da deicorpi elettricamente carichi. Quando i raggi catodici colpiscono il vetro o le poche molecolerimaste nel tubo avviene l’emissione di luce. I raggi catodici ............ in grado di mettere in moto un oggettointerposto sul loro cammino quindi .................... una massa. I raggi catodici possiedono le stesse proprietàindipendentemente dal materiale usato per l’elettrodo.La struttura dell‘atomo -8- 8

Conseguenze Dal catodo escono delle particelle negative dotate di massa(elettroni), presenti in tutti i materiali . L’atomo non è quindi una sfera compatta e indivisibile maun corpuscolo sferico positivo dove si trovano immersi glielettroni in numero tale da neutralizzare la caricaelettrica. (modello di Thompson) Gli ioni si formano da un atomo quando questo perde oacquista elettroni che sono la parte dell’atomo piùfacilmente modificabile. Sperimentalmente si trova che ogni atomo elettricamenteneutro possiede un ben determinato numero di elettroniche varia da elemento ad elemento e si chiama numeroatomico.La struttura dell‘atomo -9- 9

Cambiamento del modello atomico: dallaproposta di Dalton a quella di ThompsonPrima delle esperienzecon i raggi catodiciDopo le esperienzecon i raggi catodici-+ +- -+elettroneparte positiva dell'atomoAtomo indivisibilesenza una composizione eprivo di struttura:Modello atomico di DaltonAtomo composto da particelle dimateria cariche elettricamente.Disposte come?Modello atomico di ThompsonLa struttura dell‘atomo -10- 10

Formazione di uno ione positivo e di uno ionenegativo interpretata con il modello di ThompsonAtomo di litio (Li)Ione positivo di litio (Li + )Ione negativo di litio (Li - )-+ +- -+costituito da 3 elettronie da una parte positiva (nucleo)con tre cariche positivecostituito da....... elettronie da una parte positiva (nucleo) con ...cariche positivecostituito da .... elettronie da una parte positiva (nucleo) con ... cariche positiveLa struttura dell‘atomo -11- 11

Lo spettrometro di massaLa struttura dell‘atomo -12- 12

La parte positiva dell’atomo Le indagini sulla parte positiva dell’atomo hanno portato allascoperta del protone e del neutrone I protoni sono particelle positive che bilanciano esattamente lacarica dell’elettrone. Il numero di protoni in un atomo corrisponde a quello deglielettroni e si chiama numero atomico. Il neutrone non ha carica ed ha una massa praticamenteuguale a quella del protone che è di ca. 1,0 u. I neutroni sono necessari nell’atomo quando ci sono 2 o piùprotoni: permettono di vincere le forze repulsive tra i protoni.La struttura dell‘atomo -13- 13

Caratteristiche delle tre particellesubatomiche a confrontoPARTICELLAMASSACARICAelettrone (e - )1/1840 u"−"= (-1,66 10 -19 C )protone (p + )ca. 1 u“+"= (1,66 10 -19 C )Nucleoneneutrone (n)ca. 1 unullaNucleoneLa struttura dell‘atomo -14- 14

Simbologia per rappresentare lacomposizione atomica.(1)numero di massa, indica la somma dei protoni e dei neutroni contenuti nel nucleo.non si trova sulla tavola periodica, determina in prima approssimazionela massa dell'atomo espressa in uAZElnumero atomico, corrisponde sempre al numero di protoni contenuti nel nucleo.Questo numero si trova sulla tavola periodica degli elementi.La struttura dell‘atomo -15- 15

Simbologia per rappresentare lacomposizione atomica.(2)12C61H1226Ra6 protoni, 6 elettroni e 6 neutroni1 protone, 1 elettrone e 0 neutroni....….. 11 protoni, 10 elettroni e12 neutroniLa struttura dell‘atomo -16- 16

Gli isotopi Definizione Origine della differenza tra isotopi dello stessoelemento e conseguenze. Massa approssimativa di un isotopo e massaeffettiva.La struttura dell‘atomo -17- 17

Tre isotopi del carbonioAtomonumero(p+)numero(e-)numero(n)massaapprossimativaradioattivo12C613C614C66 6 6 12 u No6 6 7 13 u No6 6 8 14 u SiLa struttura dell‘atomo -18- 18

La massa atomica riportata sullatavola periodicaIsotopi del cloro presenti in natura:75.8 % 35 24.2 % 37Cl Cl17 1734.97 u 36.97 u(massa atomo 35 Cl ) (massa atomo 37 Cl ) Massa atomica media del cloro :………………=> Massa riportata sulla tavola periodica :……..La struttura dell‘atomo -19- 19