Categoria: Chimica
Pubblicato: 7 giugno 2013
Gli atomi non contengono sempre lo stesso numero di elettroni e protoni, anche se questo stato è comune. Quando un atomo ha un numero uguale di elettroni e protoni, ha un numero uguale di cariche elettriche negative (gli elettroni) e positive (i protoni). La carica elettrica totale dell’atomo è quindi zero e l’atomo è detto neutro. Al contrario, quando un atomo perde o guadagna un elettrone (o il caso più raro di perdere o guadagnare un protone, che richiede una reazione nucleare), le cariche totali si sommano a qualcosa di diverso da zero. Si dice allora che l’atomo è elettricamente carico, o “ionizzato”. C’è una grande differenza tra lo stato neutro e lo stato ionizzato. Nello stato neutro, un atomo ha poca attrazione elettromagnetica verso altri atomi. Si noti che il campo elettrico di un atomo neutro è debole, ma non è esattamente zero perché l’atomo non è una particella puntiforme. Se un altro atomo si avvicina abbastanza all’atomo, possono iniziare a condividere gli elettroni. Chimicamente, diciamo che gli atomi hanno formato dei legami.
A differenza degli atomi neutri, il campo dovuto a un atomo ionizzato è forte, anche a grandi distanze. Il forte campo elettrico degli ioni li rende fortemente attratti da altri atomi e molecole, al punto da essere altamente reattivi chimicamente. Gli atomi ionizzati possono essere radicali liberi, che sono atomi con un legame penzolante che sono altamente reattivi. Nel corpo umano, i radicali liberi possono reagire con il DNA, portando a mutazioni e possibilmente al cancro. Gli atomi si ionizzano quando la luce con sufficiente energia elimina alcuni dei loro elettroni. Solo le onde luminose alle frequenze dei raggi X e dei raggi gamma hanno abbastanza energia per ionizzare gli atomi e quindi portare al cancro. Il potere cancerogeno solo di certe frequenze è il motivo per cui puoi usare il tuo cellulare quanto vuoi, ma puoi farti fare un’immagine a raggi X solo in rare occasioni. I radicali liberi sono presenti naturalmente nel tuo corpo. Diventano pericolosi solo quando ci sono più radicali liberi di quelli che il tuo corpo può gestire.
Ma non tutti gli ioni nel corpo sono cattivi. A causa della natura carica degli ioni, il corpo umano li usa per passare segnali elettrici attraverso i nervi. Il corpo usa gli ioni anche per controllare i livelli di liquidi e la pressione sanguigna. Gli ioni più usati nel corpo umano sono sodio, potassio, calcio, magnesio e cloruro. Gli ioni sono anche creati ogni volta che si carica elettrostaticamente un oggetto, come quando si strofina un palloncino sui capelli. Per questo motivo, la vostra macchina asciugatrice può essere considerata come un produttore di ioni. Quando i vestiti si strofinano nella macchina, gli elettroni vengono spostati da un atomo all’altro. Il risultato è la fin troppo familiare aderenza statica. L’elettricità e i forti campi elettrici fanno un buon lavoro per creare ioni (pensate ai fulmini).
Lo stato neutro di un atomo è tipicamente la configurazione più stabile (a meno che i legami molecolari e l’ambiente chimico non complichino il quadro), quindi gli ioni tendono a scaricarsi e a tornare al loro stato neutro nel tempo. La ragione di questo è che, come ione, l’atomo ha un forte campo elettrico che attira l’elettrone necessario o l’atomo necessario per prendere il suo elettrone extra. Ma una volta che l’atomo diventa neutro, ha un numero uguale di elettroni e protoni, non ha un campo molto forte, e quindi ha poche possibilità di cambiare.
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