Con la teoria atomica siamo ora in grado di fornire una definizione più precisa di elementi e composti, atomi e molecole.
Elementi
Gli elementi sono sostanze che non possono essere decomposte in sostanze più semplici.
Essi sono costituiti da un unico tipo di atomi, caratterizzati da un nome e un simbolo. Nella foto c'è una lamina d'argento formata solo da atomi d'argento.
Non tutti gli elementi sono formati da atomi; ad esempio, il cloro gassoso è formato da molecole, ciascuna delle quali contiene due atomi uguali di cloro.
In natura esistono 90 elementi più alcuni creati artificialmente (vedi Tavola Periodica).
Composti
Un composto è formato da due o più atomi di elementi diversi legati tra loro.
I composti possono essere formati da molecole o da ioni. Nel disegno, l'elemento cloro gassoso si combina con l'elemento sodio metallico per dare il composto cloruro di sodio, il sale da cucina.
Atomi
L'atomo è la più piccola particella di un elemento che possiede le proprietà chimiche caratteristiche di esso.
Un atomo è formato da un piccolissimo nucleo composto da protoni e neutroni, circondato da elettroni. Per i dettagli della struttura atomica si veda l'apposita sezione.
Molecole
La molecola è la più piccola unità di una sostanza semplice o composta, formata da due o più atomi dello stesso tipo o di tipo diverso.
Nei due esempi abbiamo una molecola di ossigeno formata da due atomi uguali di ossigeno e una molecola di anidride carbonica formata da tre atomi di due elementi: un atomo di carbonio e due di ossigeno.
Simbologia chimica
Il nome dell'elemento può derivare dal latino, dal greco o dalla regione di provenienza o da uno scienziato.
I simboli sono delle abbreviazioni per indicare gli elementi.
Nel 1814 Berzelius propose di nominare gli elementi in base alla prima lettera del nome latino, scritta in maiuscolo; se più elementi hanno la stessa iniziale, si aggiunge una seconda lettera minuscola:
Il simbolo non indica solo l'elemento ma anche 1 atomo dell'elemento.
Numero atomico e numero di massa
Il numero di protoni contenuto nell'atomo, detto numero atomico (Z), è tipico di ogni elemento e lo distingue dagli altri. Z si scrive a fianco del simbolo in basso a sinistra.
Nell'esempio il carbonio possiede 6 protoni.
In un atomo il numero di elettroni è uguale a quello dei protoni e quindi, in condizioni normali, è elettricamente neutro.
Nell'esempio sopra il carbonio, oltre ai 6 protoni, possiede 6 elettroni.
Il numero dei neutroni aumenta proporzionalmente al numero dei protoni ma, come vedremo qui sotto, non è fisso per tutti gli atomi di un dato elemento.
La somma del numero dei protoni e dei neutroni si chiama numero di massa (A), e si scrive a fianco del simbolo in alto a sinistra.
Nell'esempio il C ha 6 protoni e 8 neutroni.
Isotopi
Il numero dei protoni è tipico di ogni elemento, ma gli atomi di uno stesso elemento possono avere un diverso numero di neutroni.
Si chiamano isotopi di un elemento gli atomi che hanno lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa.
Ad esempio, l'idrogeno possiede un protone e un elettrone ma esistono tre isotopi differenti ai quali, data la loro importanza, è stato assegnato un nome proprio.
In natura, per qualsiasi elemento non è presente un solo isotopo, ma una miscela isotopica, cioè un insieme di isotopi in percentuale diversa. Generalmente un isotopo è più abbondante degli altri, anche se non è sempre così.
Alcuni isotopi non sono stabili (radioisotopi), che tendono a decadere, cioè a trasformarsi in altri elementi più stabili, emettendo radiazioni di varia natura.
Ricordiamo, ad esempio, l'uranio utilizzato nei processi di fissione nucleare, che decade emettendo una particella α, un nucleo di elio, trasformandosi nell'elemento stabile torio.
Ioni
Gli atomi possono perdere o acquistare elettroni caricandosi elettricamente.
Se si allontana un elettrone da un atomo otteniamo uno ione positivo o catione; con l'acquisto, invece, di un elettrone abbiamo uno ione negativo o anione.
Lo ione positivo è più piccolo dell'atomo allo stato neutro, mentre quello negativo è più grande.
Il numero di elettroni acquistati o persi si indica a fianco del simbolo dell'elemento in alto a sinistra.
