18 Aprile B) Come sono fatti gli atomi e gli ioni

Data pubblicazione: Apr 15, 2012 2:53:54 PM

Clicca sotto per scaricare l'applet in Java ed avviare l'esercitazione con la struttura elettronica degli atomi.

18-20 Aprile 2012 CLASSE 1E Esercitazione guidata su:

http://phet.colorado.edu/en/simulation/build-an-atom

Togliere la spunta da Show element name, in basso a destra. Si gioca con le stesse regole di lunedì scorso per i punti 1, 2, 3, 4. Però chi legge ad alta voce deve anche sedersi e fare ciò che legge. Gli altri controllano mostrandogli sia ciò che sta scritto sul foglio sia ciò che sta nel computer. Il punto 5 sulla tabella invece lo si fa tutti insieme.

1.1 Metti un neutrone nel nucleo, trascinandolo. È stabile? No

1.2 togli il neutrone e al suo posto metti un protone.

È Stabile? Sì

A quale tipo di atomo-elemento corrisponde quello con un solo protone? (simbolo: H)

1.3 aggiungi un neutrone. È ancora stabile? Sì

Questo è un isotopo dell’elemento idrogeno, l’idrogeno-2, e si chiama deuterio (D). Che rapporto c’è tra la massa del deuterio e la massa dell’isotopo normale, quello senza neutrone?

A) hanno la stessa massa; B) D ha massa doppia dell’idrogeno; C) D ha metà massa dell’idrogeno

1.4 Costruisci ora l’isotopo 3, o trizio, sempre dell’idrogeno. È stabile? No. Infatti il trizio è radioattivo e i suoi nuclei hanno una probabilità del 50% di trasformarsi in nuclei di elio (emettendo un elettrone veloce e un neutrino), in un tempo di 12,32 anni. Questo tempo è chiamato “semivita” o “emivita”.

2.1 Al nucleo del trizio che è stato appena fatto sostituisci un neutrone con un protone, per ottenere il nucleo di elio come risultato della trasformazione radioattiva del trizio. L’isotopo dell’elio-3

è stabile? Sì Sulla tavola periodica cosa è cambiato? L’IDROGENO è diventato ELIO. Qual è il simbolo di questo nuovo elemento? He.

2.2 Il numero atomico è il numero dei protoni e il numero dell’elemento nella tavola periodica e si indica con Z. Qual è il numero atomico dell’elio? 2 Quale quello dell’idrogeno? 1. Quanti isotopi (stesso Z ma diversa massa) esistono per l’idrogeno? tre: H-1, H-2, H-3.

2.3 Il numero di massa (A) è la somma del numero di protoni (Z) e del numero di neutroni (N): A = Z + N L’isotopo più abbondante dell’elio è quello con A = 4. L’isotopo attuale che numero di massa ha? A=3. Costruisci l’isotopo He-4.

2.4 Quale isotopo dell’idrogeno ha lo stesso numero di massa dell’elio 3? H-3, o trizio.

3.1 Resettare e re-iniziare mettendo un protone (stabile) e poi ancora un altro protone. È stabile il nucleo con due protoni? No. Aggiungi prima uno e poi due neutroni per ricostruire i nuclei di elio 3 ed elio 4 già visti. A cosa servono i neutroni? A rendere stabili i nuclei. Il nucleo rimane stabile aggiungendo un qualunque numero di neutroni? No. Per rispondere aggiungi un terzo neutrone al nucleo di elio. Questo isotopo dell’elio è talmente instabile che la sua semivita è di 7.6·10⁻²² secondi.

3.2 Trova quanti neutroni occorrono per rendere stabile il nucleo dell’elemento con Z = 3, successivo all’elio. N = 3 Questo elemento ha il simbolo Li e il nome Litio.

4. 1 Resettare tutto e ricostruire un nucleo di litio con numero di massa 7. Clicca sul + verde, a destra di Net Charge e vedrai che questo atomo di litio, con due orbite vuote, ha una carica elettrica netta +3.

4.2 Aggiungi dalla cesta gli elettroni nell’orbita più vicina al nucleo fino a neutralizzare la carica ed ottenere un atomo di litio completo di tre elettroni. Che cosa accade di strano?

Il terzo elettrone si “rifiuta” di rimanere sulla prima orbita. Qualcuno ipotizza che si tratti dell’eccessiva vicinanza tra cariche uguali.

4.3 Aggiungi un altro protone nel nucleo per passare all’elemento successivo e l’elettrone per neutralizzare l’atomo. Che elemento è quello con Z = 4? Berillio Simbolo? Be Dove va il 4° elettrone? Ancora nella seconda orbita. Che cosa possiamo dire su come è a questo punto la prima orbita, con un aggettivo? Che essa è COMPLETA.

5.3 Aggiungete in tutto il gruppo i protoni, i neutroni e gli elettroni necessari per ottenere atomi neutri stabili e scrivete nella tabella sotto i simboli, i nomi, i numeri atomici, di massa e di protoni di tutti gli isotopi stabili

GAME – 20 Aprile 2012

Andare su Game. Scegliere il livello 1 e iniziare il gioco per 5 minuti, arrivati a 5 minuti segnare qui sotto il punteggio (score) e segliere new game, quindi andare al 2° livello e dopo 5 minuti segnare il punteggio e passare al 3° livello e così via fino al 4°

TABELLA DEI PUNTEGGI:

Nello spareggio tra i gruppi con 33 punti si aggiudica la vittoria il gruppo Alex, Marco e Daniele perché risponde per primo alla domanda:

Se conosciamo il numero di massa di un certo isotopo, e vogliamo conoscere il numero di neutroni in esso presenti, di che cosa abbiamo bisogno?

Risposta: del numero atomico!