Uni t 1. Els àtoms i els seus components La matèria que ens envolta és molt diversa i conèixer els seus components ha estat un dels grans reptes dels científics al llarg de la història. Per exemple, els antics grecs pensaven que la matèria estava constituïda per quatre elements: terra, aire, foc i aigua. Actualment sabem que la matèria està formada per partícules molt petites, és a dir, que la matèria no és infinitament divisible. Aquestes partícules són el que avui en dia coneixem com a àtoms. Els àtoms estan formats per partícules encara més petites. Aquestes partícules s’anomenen protons, neutrons i electrons. • Els protons es troben a la part central de l’àtom, anomenat nucli de l’àtom, i tenen càrrega elèctrica positiva. • Els neutrons també es troben en el nucli de l’àtom i no tenen càrrega elèctrica. • Els electrons es troben a la part externa de l’àtom o escorça i tenen càrrega elèctrica negativa, el valor de la qual és idèntic a la càrrega dels protons. Ens podem imaginar un model d’àtom semblant al nostre sistema solar, on el Sol seria el nucli i els electrons, els planetes girant al seu voltant. Podem resumir les propietats de aquestes tres partícules en la taula següent: Partícula fonamental
Representació
Càrrega elèctrica
Protó
p
+1
Neutró
n
0
Electró
-
-1
e
2. Isòtops i ions PER SABER-NE MÉS Per copsar les dimensions de l’àtom imaginem la següent comparació: si en un camp de futbol posem una pilota de golf al centre i una agulla de cap en una de les porteries, la distància entre la pilota i l’agulla és en proporció igual a la distància del nucli a l’electró.
Cada àtom esta format per un conjunt de partícules subatòmiques. Els àtoms es diferencien pel nombre de protons o de neutrons. Àtoms amb el mateix nombre de protons corresponen al mateix element químic.
1 protó
2 protons
Representació de dos àtoms amb diferent nombre de protons. Aquests àtoms pertanyen a dos elements diferents perquè tenen diferent quantitat de protons.
PARAULES CLAU
La quantitat de neutrons que tenen els àtoms no és fix. Hi ha àtoms que difereixen en el nombre de neutrons però tenen el mateix nombre de protons: són els isòtops.
àtom protó neutró electró 2 neutrons 1 protó
1 neutró 1 protó
Els àtoms que tenen el mateix nombre de protons i electrons s’anomenen àtoms neutres, ja que tenen el mateix nombre de càrregues negatives i positives. neutró
electró
Important
3 electrons 3 protons 3 neutrons
A C T I V I T A T S 2.1. L’àtom més senzill (el d’hiprotó
drogen) està constituït per un electró i un protó. Representa’l. 2.2. Quina càrrega té el nucli
d’un àtom? Raona la teva resposta. Model representant un àtom, on veiem el nucli envoltat pels electrons.
Representació d’un àtom neutre, on el número d’electrons és el mateix que el de protons.
En certes circumstàncies els àtoms poden perdre o guanyar electrons. Aquests nous àtoms s’anomenen ions. Els ions poden ser de dos tipus: anions i cations. • Si un àtom guanya electrons queda carregat negativament i s’anomena anió. • Si un àtom perd electrons queda carregat positivament i s’anomena catió.
Representació de dos àtoms amb el mateix nombre de protons i diferent nombre de neutrons. Aquests àtoms formen part del mateix element, però tenen diferent quantitat de neutrons, per tant, són isòtops.
PER SABER-NE MÉS Alguns isòtops naturals tenen unes aplicacions molt útils. Així, per exemple, el carboni té un isòtop, el carboni-14 (C-14), que es pot trobar en molts objectes. Aquest isòtop, en ser inestable, es desintegra a mesura que passa el temps. Mesurant l’abundància del C-14 en un objecte podem saber la seva antiguitat, i això té moltes aplicacions, per exemple en arqueologia.
PARAULES CLAU isòtop ió
3.
4. Per què s'uneixen els àtoms? Quan els àtoms perden o guanyen electrons es formen ions amb càrregues elèctriques positives o negatives. L'ATRACCIÓ que es produeix entre aquestes partícules carregades dona lloc a un ENLLAÇ que manté units aquests ions. A l'exemple anterior, quan l'àtom de sodi dona un electró a l'àtom de fluor es forma l'ió fluorur (amb càrrega negativa) i l'ió sodi (amb càrrega positiva), els quals queden units per l'atracció entre càrregues elèctriques oposades. Com veurem més endavant, aquesta és la base de la formulació.