Volume e Densità dell’Atomo sono determinati dal numero atomico, quindi dal numero di particelle elementari che lo compongono, dal livello energetico e dalla temperatura.

Il volume dell’atomo

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L’atomo possiamo immaginarlo simile a una “sfera”.


Una sfera è definita dal suo raggio, così un atomo si definisce misurando la distanza tra il centro del nucleo e l’elettrone del livello energetico più esterno. Il raggio dell’atomo nella sua interezza è 100.000 volte più grande del raggio del nucleo dello stesso atomo.
Il raggio atomico è la metà della distanza minima tra il centro del nucleo di due atomi adiacenti.
L’unita di misura è il nanometro nm= 10 alla -9°.
Ad Es il Fluoro (Z9) ha il raggio 0,072 nm.

Volume e Densità dell’Atomo


Maggiore è il numero atomico (Z) e maggiore è il volume dell’atomo.
Man mano aumentano i livelli energetici, anche il volume aumenta.
Giustamente aumentando Z aumenta il volume.
Gli elementi che si trovano sullo stesso livello hanno un volume inferiore man mano aumenta Z, perché?
Perché gli elementi a sinistra (della tavola periodica) hanno un nucleo con massa inferiore rispetto a quelli di destra. Un nucleo più piccolo esercita una attrattiva minore sui suoi elettroni più esterni, che si sentono più liberi di muoversi, aumentando così il volume dell’atomo.
Quindi a determinare la dimensione dell’atomo contribuisce sia la massa complessiva che il livello energetico.

La Densità dell’Atomo

La densità di massa del nucleo è altissima 10^17 kg/mc.

La densità del nucleo declina man mano che dal centro del nucleo si va alla periferia del nucleo.

La forma del nucleo è una sfera schiacciata come una lenticchia.

La differenza di massa Neutroni e Protoni è 2,5 volte la  piccola massa dell’elettrone.

Gli elettroni più esterni stanno a una grande distanza dal nucleo: se il nucleo misurasse 1 metro, l’elettrone più esterno si troverebbe a 10^5 metri, cioè 100 km, quindi l’atomo è un puntino centrale e il vuoto attorno.

La densità degli elementi

Volume e Densità dell'Atomo
Volume e Densità dell’Atomo

Conoscendo la massa (protoni+neutroni) e il volume, possiamo determinare la densità degli elementi: d = m/v
La densità si misura in kg/m3 oppure g/cm3. Sinonimo di densità è peso specifico: g/cm3.
Finchè siamo sulla Terra, densità e peso specifico sono sinonimi, ma se invece usciamo dalla Terra, si dovrà tenere in considerazione anche la gravità specifica di ogni corpo celeste. Per esempio la Terra ha una gravità maggiore rispetto alla Luna.
Es l’oro a 20°C pesa 19300 kg/m3 oppure 19,3 g/cm3.
Nell’esempio si è specificato la temperatura in cui si trova il nostro oggetto, perché aumentando la temperatura, la densità scende.

La Temperatura di fusione e di ebollizione degli elementi

La Temperatura è un fattore che incide sul volume degli elementi e quindi sulla loro densità.
Aumentano la Temperatura gli atomi entrano in agitazione e tendono ad occupare maggior spazio. Quindi la Temperatura diminuisce la densità.
Ogni elemento ha la sua Temperatura di fusione e di ebollizione, dalla tavola periodica degli elementi trovo che ad es. il ferro fonde a 1535°C e bolle a 2861°C.
La fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido e l’ebollizione è il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso.

La Pressione sugli elementi

La Pressione sugli elementi riduce la possibilità di movimento, quindi riduce il volume e aumenta la densità. Non è un caso che nel centro della Terra pur essendo il ferro a 5000 °K, il nucleo sia solido e non fuso.