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La materia fisica è costituita da atomi e molecole. Un atomo è il sottocomponente di una molecola o la più piccola unità di materia. È la parte più piccola in cui un elemento può dividersi. Una molecola è formata da atomi legati da legame ionico, covalente o metallico.
Proprietà
Un atomo esiste o come componente neutro (con uguale numero di protoni ed elettroni) o come ione (uno ione positivo ha un numero maggiore di protoni rispetto agli elettroni e uno ione negativo ha più elettroni che protoni. Il numero di protoni in un atomo è chiamato il suo numero atomico (Z) e il numero di neutroni in un atomo è chiamato il suo numero di neutroni (N). Il numero di massa (A) di un atomo è la somma di protoni e neutroni (Z + N). Una molecola ha una carica neutrale ed esiste in uno dei due stati: stabile o instabile, la sua massa può essere calcolata dalla sua formula molecolare.
componenti
Un atomo è composto da particelle subatomiche (elettrone, neutrone e protone), un nucleo e una nuvola di elettroni. Gli elettroni sono particelle cariche negativamente che risiedono in una nuvola di elettroni che ruota attorno al nucleo centrale. La massa di un elettrone è circa 0.0005 volte quella di un protone. I protoni sono particelle cariche positivamente che risiedono all'interno di un nucleo atomico. Un nucleo è una particella neutra che rappresenta quasi il 99,9 percento della massa totale di un atomo. Una molecola è composta da due o più atomi che sono tenuti insieme da un forte legame chimico.
Taglia
Un atomo ha un diametro di circa 0,2 nanometri. Un nanometro equivale a 0,0000000001 metri. La molecola più piccola in natura è la molecola di idrogeno diatomica (H2) che è lunga 0,74 angstrom. Un angstrom è uguale a 0,1 nanometri o 1,0 x 10-10 metri.
Forma
Gli atomi non hanno forma fissa ed esistono come anelli, lobi o sfere. La forma di una molecola dipende dalla disposizione dei suoi atomi costituenti. Le molecole possono essere lineari, trigonali planari, tetraedriche, trigonali piramidali, trigonali bipiramidali e ottaedriche, a seconda della loro composizione atomica. Una molecola biatomica ha una forma lineare, mentre una molecola formata da tre coppie di legami (BF3) è trigonale planare, con i suoi legami F-B-F a 120 gradi l'uno rispetto all'altro.
tipi
Esistono numerosi tipi di atomi, ognuno con dimensioni, peso molecolare e nome diversi. Esempi di atomi comuni includono atomo di idrogeno, atomo di zolfo, atomo di ossigeno e atomo di azoto. I vari tipi di molecole includono: molecole diatomiche, omoatomiche ed etroatomiche. Una molecola diatomica è composta da due atomi; una molecola omoatomica è composta da due (o più) atomi dello stesso elemento (o sostanza); e una molecola etroatomica è formata da due o più atomi di elementi diversi. Secondo "Foundations for Chemistry", le molecole sono semplici e complesse. Le molecole semplici sono costituite da un singolo atomo mentre le molecole complesse sono costituite da due o più atomi.