Neutroni
Gli atomi di tutti gli elementi, eccetto la maggior parte degli atomi di idrogeno, hanno neutroni nel loro nucleo. A differenza dei protoni e degli elettroni, che sono elettricamente carichi, i neutroni non hanno carica – sono elettricamente neutri. Ecco perché i neutroni nel diagramma qui sopra sono etichettati \(n^0\). Lo zero sta per “carica zero”. La massa di un neutrone è leggermente maggiore di quella di un protone, che è 1 unità di massa atomica \(\sinistra( \testo{amu} destra)\). (Un’unità di massa atomica equivale a circa \(1,67 \volte 10^{-27}) chilogrammi). Un neutrone ha anche circa lo stesso diametro di un protone, ovvero 1,7 volte 10^{-15} metri.
Come avrai già capito dal suo nome, il neutrone è neutro. In altre parole, non ha alcuna carica e quindi non è né attratto né respinto da altri oggetti. I neutroni si trovano in ogni atomo (con un’eccezione), e sono legati insieme ad altri neutroni e protoni nel nucleo atomico.
Prima di andare avanti, dobbiamo discutere come i diversi tipi di particelle subatomiche interagiscono tra loro. Quando si tratta di neutroni, la risposta è ovvia. Poiché i neutroni non sono né attratti né respinti dagli oggetti, non interagiscono realmente con i protoni o gli elettroni (oltre ad essere legati nel nucleo con i protoni).
Anche se elettroni, protoni e neutroni sono tutti tipi di particelle subatomiche, non hanno tutti la stessa dimensione. Quando si confrontano le masse di elettroni, protoni e neutroni, si scopre che gli elettroni hanno una massa estremamente piccola, sia rispetto ai protoni che ai neutroni. D’altra parte, le masse dei protoni e dei neutroni sono abbastanza simili, anche se tecnicamente la massa di un neutrone è leggermente più grande di quella di un protone. Poiché protoni e neutroni sono molto più massicci degli elettroni, quasi tutta la massa di un atomo proviene dal nucleo, che contiene tutti i neutroni e protoni.
| Particella | Simbolo | Massa (amu) | Massa relativa (protone = 1) | Carica relativa | Posizione | Luogo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| protone | p+ | 1 | 1 | +1 | all’interno del nucleo | |
| elettrone | e- | 5.45 × 10-4 | 0.00055 | -1 | fuori dal nucleo | |
| neutrone | n0 | 1 | 1 | 0 | all’interno del nucleo |
La tabella \(\PageIndex{1}}) fornisce le proprietà e le posizioni degli elettroni, protoni e neutroni. La terza colonna mostra le masse delle tre particelle subatomiche in “unità di massa atomica”. Un’unità di massa atomica (\(\testo{amu})) è definita come un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio-12. Le unità di massa atomica (\(\testo{amu})) sono utili, perché, come puoi vedere, la massa di un protone e la massa di un neutrone sono quasi esattamente \(1) in questo sistema di unità.
Cariche negative e positive di uguale grandezza si annullano a vicenda. Questo significa che la carica negativa di un elettrone bilancia perfettamente la carica positiva del protone. In altre parole, un atomo neutro deve avere esattamente un elettrone per ogni protone. Se un atomo neutro ha 1 protone, deve avere 1 elettrone. Se un atomo neutro ha 2 protoni, deve avere 2 elettroni. Se un atomo neutro ha 10 protoni, deve avere 10 elettroni. Avete capito bene. Per essere neutro, un atomo deve avere lo stesso numero di elettroni e protoni.