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Particelle subatomiche


Maverick1990
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Dunque sulla sezione Caccia si parlava nella discussione F18(OT) delle particelle subatomiche;

 

avendo studiato recentemente vi espongo tutti i particolari che possono essere utili per un miglior apprendimento.

 

Allora la materia è in generale tutto ciò che ci circonda e che ha una massa,

a questo punto bisogna considerare che la materia è composta da particelle chiamate atomi che a loro volta sono composte da particelle subatomiche chiamate protoni ( p+) neutroni ( n) e elettroni ( e-)

 

I protoni sono delle particelle subatomiche con una massa pari a 1,675 x 10 alla -27 kg, hanno una carica positiva e si trovano all' interno del nucleo, ogni elemento ha un numero di protoni diverso da un altro; il numero dei protoni viene indicato nel numero atomico che si indica sempre con la lettera A il loro numero è invariabile

 

I neutroni sono anche essidelle particelle subatomiche interne al nucleo la loro massa è molto simile a quella dei protoni: 1,672 x 10 alla -27kg ma senza carica, il loro ruolo principale è quello di dare stabilità al nucleo infatti due cariche uguali si respingono mentre due cariche opposte si attraggono, il loro numero è invariabile e esso viene indicato nel numero di massa insieme al numero dei protoni.

il numero dei neutroni si ricava facendo : numero di massa ( Z) - nuemro atomico (A).

Gli elettroni sono delle particelle subatomiche con carica negativa la loro massa è 1835 volte inferiore a quella dei neutron, al contrario dei protoni e dei neutroni, gli elettroni sono esterni al nucleo e gli ruotano attorno disposti in un ceerto modo, nel primo strato più vicino al nucleo si stabilizzano solamente 2 elettroni, negli strati più estremi gli elettroni si stabilizzano a 8 a 8 non esiste nessun simbolo per indicare la quantità di ellettroni presenti in un elemento, ma esiste un numero che varia a seconda dell' elemento e che raffigura la carica negativa.

 

Gli elementi hanno sempre carica neutra in quanto hanno lo stesso numero di elettroni e protoni

 

Oltre agli elementi semplici come C ( carbonio) Na ( sodio) esistono gli ioni

 

Gli ioni sono dei composti ( insieme di più elementi) che non hanno carica neutra come gli elementi ma possono essere o positivi ( Cationi) o negativi ( anioni).

Si parla di cationiquando ci sono meno elettroni che protoni, infatti nel caso del Sodio ( 11protoni) si hanno 11 elettroni che si vengono a disporre come ho detto prima quindi nell' ultimo stratorisulta un solo protone ( 2 nel primostrato 8 nel secondo e 1 nel terzo) gli elettroni devono sempre essere 8 negl strati successivi al secondo quindi questo elettrone che ruota da solo viene ceduto dall' atomo di sodio che cosi si trasforma in NA+ perchè dispone di un protone in più rispetto agli elettroni.

 

Si parla di Anioni quando l' elemento diventa con carica negativa, prendiamo stavolta l'esempio del Cloro.

Il cloro in natura ha 17 protoni e di conseguenza 17 elettroni.

in questo caso gli elettroni si dispongono e vanno a formare nell' ultimo strato un totale di 7 elettroni, al contrario del caso precedente qua al cloro gli conviene aquisire un elettrone, quindi aquista un elettrone dal Na e così diventa negativo in quanto si ritrova ad avere 17 protoni e 18 elettroni

 

A questo punto si ha uno ione positivo di sodio e uno negativo di cloro.

Avete mai sentito parlare del Cloruro di Sodio?

Ecco fatto che così dato che i due elementi hanno carica opposta si attraggono e così ci esce fuori un composto ionico.

I composti ionici sono dei lagami tra ioni molto resistenti.

 

Passiamo ora agli isotopi: gli isotopi sono elementi con stesso numero atomico ma con numero di massa diverso: un esempio possono essere gli isotopi dell' idrogeno ( prozio,deuterio,trizio) tutti e tre composti solamente da un protone ma ognuno con neutroni diversi; infatti il prozio ha un protone e un neutrone;il deuterio ha 1 protone e 2 neutroni; il trizio ha un protone e 3 neutroni

La materia può essere in tre divesri stati:

Stato solido, liquido e aeriforme.

Allo stato solido un corpo ha mvolume e forma sempre uguale anche se si cambia di recipiente;

Allo stato liquido la materia ha il volume sempre uguale ma la forma cambia perchè viene influenzata dal recipiente in cui è conteneuto il liquido.

Allo stato aeriforme la materia non ha ne volume ne forma uguale, perchè entrambi cambiano a differenza del contenitore.

 

Un solido per essere trasformato in liquido deve essere portato allo stato di fusione; pr essere nuovamente trasformato, però in aeriforme, si deve portare il liquido al punto di ebollizione.

Quindi si può dire che la temperatura è una misura dell' energia cinetica; infatti le particelle della matreria se sriscaldate aumentano il proprio moto fino a scivolare una sull' altra ( liquido), se riscaldate nuovamente tendo a prendere più liberta e distaccarsi completamente.

 

Spero di aver detto tutto e di essere stato abbastanza chiaro.

 

Maverick'90

Edited by Maverick1990
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OK.

 

Adesso però parlaci dei quark, dei neutrini e di tutte le altre diavolerie che ho leggiucchiato (up down charm... che cavolo di nomi...)

 

E dimmi: secondo te queste sub-particelle esistono veramente o sono "congetture" per spiegare il comportamento della materia e il funzionamento delle forze elementari?

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OK.

 

Adesso però parlaci dei quark, dei neutrini e di tutte le altre diavolerie che ho leggiucchiato (up down charm... che cavolo di nomi...)

 

E dimmi: secondo te queste sub-particelle esistono veramente o sono "congetture" per spiegare il comportamento della materia e il funzionamento delle forze elementari?

eh eh stai chiedendo troppo ora gianni :D

 

sinceramente ho scritto solo quello che sapevo, tutto quello che non ho scritto è perchè anciora non lo conosco mi dispiace :D.

 

per la second parte del messaggio penso ( senza sapere nessuna informazione) che queste particcelle esistano veramente, secondo me ogni cellula o atomo che sia è composto a sua volta da qualcos'altro.

 

 

Sentite ma è possibile trasformare un elemento in un altro asportando o aumentando il numero dei protoni?

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prima che mi dimentichi

a chiunque interessa la fisica subatomica consiglio un libro: Il giradino delle particelle di Gordon Kane

è un libro impegnativo, specialmente se non avete un minimo di cognizione sull'atomo

sono difficili specialmente i capitoli dal 5 in poi, dove si parla della supersimmetria ecc.

io due anni fa mi sono fermatoa metà del 5 e adesso ho ricominciato a leggerlo

 

3 piccole piccole imprecsioni sul teso di mav:

-gli ioni non sono composti, ma i singoli atomi che diventano ioni per formare i composti

-gli e si dispongono 2 nel primo livello energetico, 8 nel secondo, 8 nel terzo, 18 nel quarto e nel 5 (dopo dovrei fare un determinato calcolo abbastanza lungo)

-in realtà non esistono 3 stati della materia, ma 9 creati in laboratorio, di cui io conosco solo il plasma (non quello del sangue)

 

se qualcuno pensa che gli e girino su orbite rotonde si sbaglia di grosso, il sistema è piuttosto complicato. e siccome si muvovono a velocità prossime a quella della luce non possiamo sapere dove si trovano con precisione ma solo con una probabilità in media del 90% in ogni orbitale

 

i quark esistono, per il semplice fatto che se non esistessero non si spiegherebbe il tutto

naturalmente dobbiamo dire che non ci sono prove dirette dell'esistenza di tutto quello che è più piccolo dell'atomo, perchè ricordiamo che quest'ultimo è stato fotografato.

 

per ulteriori informazioni aspettate un pò

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farvi un discorso completo su quello che so sulla fisica delle alte energie o delle particelle (preferisco il primo perchè il nome è più figo)

ci vorrebbero un casino di pagine di post e rendetevi conto che io so pochissimo.

 

iniziamo dalla posizione degli elettroni (per mav ti verrà meglio spiegata in 3 o 4)

 

gli e si dispongono secondo determinati livelli energetici.

vengono sempre riempiti prima quelli con energia minore, poi quelli con più energia, naturalmente più un atomo più ha gli e nelle posizioni "basse" più è stabile

 

ci sono 4 valori che detrminano dov'è l'e: i primi 3 individuano la nuvola elettronica, dove gli e si muovono e possiamo individuarli con una precisione del 90% con delle complicate equazioni.

 

1_numero quantico principale (n): individua la grandezza dell'orbitale (parlerò in termini geometrici) il suo diametro, la distanza dal nucelo massima nel quale possiamo trovare il nostro e.

va da 1 a infinito

2_numero quantico secondario(l): indica la forma dell'orbitale, va da 0 a (n-1) e i primi tre valori corrispondono alle strutture s,p,d,f 8gli orbitali)

queste quattro strutture, via via più complesse, bastano per tutti gli elementi scoperti o creati finora

3_numero quantico magnetico(m): indica come si dispongono gli orbitali (secondo un sistema di riferimento a 3d di assi x,y,z) rispetto ad un campo magnetico

va da -l a +l

orb_d.jpg

questi sono orbitali d in tutte le loro possibili combinazioni

gli orbitali s sono sfere

gli orbitali p sono degli 8

quelli f hanno forma molto compilicate

4_numero quantico di spin, lo spin è un valore che può assumere solo determinati valori, come qualsiasi cosa nel mondo subatomico(quanti), nel caso dell'e può corrispondere a 1/2 o a -1/2 (pensate allo spin come ha un valore che indica la velocità di rotazione su se stessa della particella , un pò come un pianeta.

in ogni orbitale possono stare 2 e con spin opposto

 

questa è l'unica tabella che ho trovato

img640.gif

come potete vedere manca il numero di spin ma più o meno vi potete fare un idea almeno spero, magari ne trovo una migliore

 

è un argomento difficile e so che non mimsono spiegato bene ma lo spero

(ora so come si sente gianni)

apsetto le vostre domande

di cosa parliamo la prossima volta? B)

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praticamente non ho capito niente :D

l'avevo detto che era complicato

 

x jack, la forma dell'orbitale si complica, ma tutti i calcoli sono semplici + o -

 

per chi avesse capito e chi magari ha provato a farsi una tabella

 

otterete una serie di sigle 1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f,ecc

 

dove il numero sta per la grandezza e lal lettera per la forma dell'orbitale,

a complicare le cose gli e non si riempono con questo schema, ma seguono sempre il risparmio.

per esempio l'orbitale 4s richiede meno enegria del 3d quindi viene completato prima il 4s poi il 3d

questa cosa si ripete:

1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d

questi sono i cambiamenti rispetto alla struttura teorica.

 

bisogan dire che, indipendentemente dalla dimensione dell'orbitale, nell'orbitale di forma:

-s ci vanno 2 e

-p ci vanno 6 e

-d ci vanno 10 e

-f ci vanno 14 e

preso atto di questo dobbiamo dire che se un atomo ha occupati i promi due orbitali(1s,2s) e deve ancora posizionare 3 e, questi tre si vanno a disporre in modo da utilizzare il più possibile l'orbitale 2p

in pratica, non è che ne vanno 2 in un orbitale orientato verso l'asse y, 1 in quello veros l'asse x, e 0 in quello dell'asse z, ma uno in ognuno

questi e che vanno ad occupare tutti possibilli orientamenti sono tutti caratterizzati dallo stesso numero di spin (o positivo, o negativo)

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OK.

 

Adesso però parlaci dei quark, dei neutrini e di tutte le altre diavolerie che ho leggiucchiato (up down charm... che cavolo di nomi...)

 

E dimmi: secondo te queste sub-particelle esistono veramente o sono "congetture" per spiegare il comportamento della materia e il funzionamento delle forze elementari?

quelle di cui vuole sentire gianni (quelle che amo di più) sono chiamati femioni, che a loro volta si dividono in leptoni:

-leptoni carichi (elettrone, muone, tau)

-e i rispettivi neutrini (elettronico, muonico e tauonico)

 

poi i fermioni di dividono anche in quark

- quark con carica elettrica +2/3(up,charm,top)

-quark con carica elettrica -1/3 (down, strange, bottom)

 

è interessante notare come i leptoni e i quark di dividono in tre famiglie.

nei leptoni, una famiglia è composta dalla sua particella e dal suo elettrone

neutrino elettronico con elettrone

" muonico con muone

" tauonico con tauone

 

le tre famiglie di quark invece:

quark up con down

quark charm con starnge

quark top con bottom

 

domani vi dico delle cariche di colore che definiscono i legami dei quark, e magari anche dei bosoni

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la carica di colore che hanno i quark e i gluoni è un concetto unpò difficile (come sempre) soprattutto perchè il nostro cervello lo associa a i colori rosso, blu e verde (in alcuni testi trovate il giallo, ma è la stessa cosa) anche se un pò è così, dimenticate totalmente il concetto di colore come lo usiamo di solito e pensatelo come la carica elettrica positiva e negativa

come è stato già detto l'atomo è neutro perchè le cariche positive (protoni) e negative (elettroni) si equivalgono, dovete pensare a una cosa del genere all'interno dei barioni (particelle formate da tre quark come i p e i n)

qui i quark r,b,v si uniscono formando come colore risultante il bianco, che è definito il non-colore, indice di neutralità, 2 quark rossi e uno verde, non si uniranno mai perchè non formerebbero mai il colore neutro

specifichiamo che un quark non è colorato di blu o rosso o verde, in quanto tutto ciò dall'atomo in giù non ha colore

 

qualche post in alto ho detto che i quark esistono perchè altrimenti non si spiegherebbe tutto, mi sono sbagliato, l'esistenza dei quark è stata confermata da prove indirette, come ogni particella subatomica, nel 1974, quando venenro scoperti l'up, il down, e il charm, poi vennero scoperti nel 1977 lo strange e il top, infine nel 1994 il bottom

 

 

magari se qualcuno dicesse basta non ce la facciamo più o che ne so vedte voi io sono più contento :okok:

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Raga thanks sapevo qlcsina di chimica perche mi piace un casino come materia, ma ora mi avete aperto proprio ogni idea....

 

e per di piu giovedi ho compito quindi THANKS.....

 

 

per mav si se si esportano i protoni dal nucleo di un atomo (spesso vengono fatti fuori tramite radiazione del tipo alfa o beta per quello che so) un elemento PUO cambiare.... per quello che so....

Edited by Ŵωλφ
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