La Costituzione della Materia e Struttura dell'Atomo

Flashcard di vocabolario sui fondamenti della teoria atomica, sui numeri quantici, le particelle subatomiche, la stabilità nucleare e le applicazioni biomediche basate sulle dispense del corso.

Atomo

La più piccola particella di un elemento che possiede e mantiene le proprietà chimiche di quell'elemento.

Teoria atomica di Dalton

Teoria formulata nel 1803 secondo cui tutta la materia è composta da atomi indivisibili e indistruttibili, e gli atomi dello stesso elemento sono uguali tra loro per massa, dimensioni e proprietà chimiche.

Legge delle proporzioni multiple

Legge che stabilisce che quando un elemento si combina con un altro per formare composti diversi, le quantità degli elementi che si combinano stanno fra loro secondo rapporti espressi da numeri interi e semplici.

Elemento chimico

Porzione di materia costituita da atomi uguali tra loro che non può essere decomposta in specie differenti o più semplici.

Composto chimico

Porzione di materia costituita da atomi diversi combinati in composizione costante e invariabile.

Quantizzazione delle orbite (Modello di Bohr)

Postulato del modello atomico del 1913 secondo cui agli elettroni che ruotano attorno al nucleo è permesso percorrere solo un numero discreto di orbite circolari.

Principio di indeterminazione di Heisenberg

Principio che stabilisce l'impossibilità di definire con esattezza la traiettoria di un elettrone attorno al nucleo, consentendo di descriverne la posizione solo in termini probabilistici.

Orbitale atomico

Regione dello spazio attorno al nucleo, definita dal quadrato della funzione d'onda ($\psi^2$), in cui è massima la probabilità di trovare l'elettrone.

Numero quantico principale ($n$)

Numero quantico con valori da $1$ a $7$ che definisce il livello energetico dell'elettrone ed è proporzionale alla sua distanza dal nucleo.

Numero quantico secondario ($l$)

Numero quantico che determina la forma geometrica dell'orbitale (sottolivello energetico), assumendo valori interi compresi tra $0$ e $n-1$.

Numero quantico magnetico ($m_l$)

Numero quantico che definisce l'orientazione spaziale degli orbitali della stessa forma, assumendo valori interi compresi tra $-l$ e $+l$.

Numero quantico di spin ($m_s$)

Numero quantico che indica il verso di rotazione dell'elettrone attorno al proprio asse, con valori possibili pari a $+1/2$ e $-1/2$.

Principio di esclusione di Pauli

Principio fondamentale secondo cui in un atomo non possono esistere due elettroni aventi gli stessi valori di tutti e quattro i numeri quantici ($n, l, m_l, m_s$).

Regola di Hund

Regola secondo cui gli elettroni, quando occupano orbitali di pari energia (degeneri), si distribuiscono occupying il maggior numero possibile di orbitali con spin paralleli prima di accoppiarsi.

Principio di Aufbau

Criterio di riempimento secondo cui gli elettroni occupano progressivamente gli orbitali a più bassa energia disponibili fino a stabilire la configurazione elettronica dello stato fondamentale.

Protone

Particella subatomica carica positivamente con carica di $+1,6 \times 10^{-19}\,C$ e massa pari a circa $1\,u.m.a.$ ($1,673 \times 10^{-27}\,kg$).

Neutrone

Particella subatomica priva di carica elettrica presente nel nucleo, con massa leggermente superiore a quella del protone ($1,675 \times 10^{-27}\,kg$).

Elettrone

Particella subatomica carica negativamente ($-1,6 \times 10^{-19}\,C$) con massa di $9,109 \times 10^{-31}\,kg$, circa 1840 volte inferiore rispetto a quella del protone.

Numero atomico ($Z$)

Valore che indica il numero totale di protoni presenti nel nucleo di un atomo.

Numero di massa ($A$)

Valore che esprime la somma del numero di protoni e del numero di neutroni contenuti nel nucleo atomico.

Catione

Ione positivo che si forma in seguito alla perdita di uno o più elettroni da parte di un atomo neutro.

Anione

Ione negativo che si origina a seguito dell'acquisto di uno o più elettroni da parte di un atomo neutro.

Isotopi

Atomi dello stesso elemento chimico aventi medesimo numero atomico ($Z$) ma diverso numero di massa ($A$) per la presenza di un differente numero di neutroni.

Abbondanza relativa

Rapporto tra il numero di atomi di un determinato isotopo di un elemento e il numero totale di atomi dell'elemento stesso espressi in percentuale.

Tempo di dimezzamento ($t_{1/2}$)

Misura della stabilità di un isotopo radioattivo espressa come l'intervallo di tempo necessario affinché il numero dei nuclei ancora radioattivi si riduca alla metà di quelli iniziali.

LET (Linear Energy Transfer)

Quantità di energia ceduta da una radiazione ionizzante al mezzo attraversato lungo la distanza di $1\,\mu m$.

Range di una radiazione

Distanza media percorsa da una radiazione nella materia, direttamente proporzionale alla sua energia e inversamente proporzionale al suo LET.

Potere penetrante delle radiazioni

Indice di penetrazione delle radiazioni nella materia: bassissimo per le particelle $\alpha$ (arrestate da un foglio di carta), intermedio per le particelle $\beta$ e elevato per i raggi $\gamma$ e X.

Risonanza Magnetica Nucleare (RMN)

Tecnica diagnostica non invasiva priva di radiazioni ionizzanti che crea immagini strutturali mappando la risposta e lo spin dei protoni dell'acqua ($^1H$) immersi in un campo magnetico.