Gli atomi sono in continuo movimento. Questo movimento è dovuto alla loro energia termica. Ad esempio, in un gas, gli atomi o le molecole (che sono gruppi di atomi legati insieme) si muovono liberamente in tutte le direzioni, scontrandosi l’uno con l’altro e con le pareti del contenitore. L’energia termica è direttamente proporzionale alla temperatura: quanto più caldo è un oggetto, più velocemente si muovono le sue particelle.
Perché gli atomi si muovono?
Il movimento degli atomi è strettamente legato alle leggi della fisica e della termodinamica. Gli atomi possiedono energia cinetica, che in un certo senso, è l’energia del loro movimento. A temperatura ambiente, gli atomi di un solido vibrano attorno alle loro posizioni fisse. In un liquido, gli atomi o le molecole si scivolano e scorrono l’uno accanto all’altro, mentre in un gas, essi si muovono liberamente ad alta velocità. La loro energia cinetica media aumenta con la temperatura, e questo incremento nell’energia porta a un incremento nel loro movimento.
Quali forze agiscono sugli atomi?
Gli atomi sono soggetti a una varietà di forze. La forza elettrostatica, ad esempio, è una delle principali forze che agisce sugli atomi. Essa si manifesta tra cariche elettriche: cariche opposte si attraggono, mentre cariche uguali si respingono. Gli atomi sono fatti di protoni (carica positiva), neutroni (senza carica) ed elettroni (carica negativa). Quando due atomi si avvicinano, le cariche all’interno dei loro nuclei e delle loro nuvole elettroniche interagiscono, causando attrazione o repulsione. Oltre alle forze elettrostatiche, ci sono anche le forze nucleari che tengono insieme i protoni e i neutroni nel nucleo.
Come varia il movimento degli atomi con la temperatura?
La temperatura è un’indicazione diretta dell’energia cinetica media delle particelle in una sostanza. All’aumentare della temperatura, l’energia cinetica media degli atomi aumenta, e di conseguenza, il loro movimento diventa più veloce. In un solido, l’aumento della temperatura fa vibrare gli atomi più intensamente. Se la temperatura continua a salire, può raggiungere il punto di fusione del solido, dove gli atomi iniziano a muoversi liberamente, trasformando il solido in liquido. Allo stesso modo, quando un liquido viene riscaldato al suo punto di ebollizione, gli atomi o le molecole acquisiscono abbastanza energia per rompere completamente i loro legami e diventare gas.
Come gli atomi formano molecole?
Gli atomi formano molecole attraverso legami chimici. Questi legami sono il risultato delle interazioni tra gli elettroni esterni degli atomi. Quando due atomi si avvicinano, possono condividere, donare o accettare elettroni per raggiungere una condizione di maggiore stabilità, spesso cercando di riempire la loro shell elettronica esterna. Questo può risultare in diversi tipi di legami: covalente, ionico e metallico. Nel legame covalente, gli atomi condividono elettroni; nel legame ionico, un atomo dona e l’altro riceve elettroni; e nel legame metallico, gli elettroni si muovono liberamente tra molti atomi.
Che cosa determina la velocità di movimento degli atomi?
Mentre abbiamo già stabilito che la temperatura influisce sulla velocità di movimento degli atomi, ci sono altri fattori da considerare. La massa dell’atomo è uno di questi. A temperature uguali, atomi più leggeri si muoveranno più rapidamente rispetto a quelli più pesanti. Questo è evidente quando si confronta la velocità di gas come elio e ossigeno a una stessa temperatura: le particelle di elio, essendo molto più leggere, si muoveranno a velocità maggiori rispetto alle particelle di ossigeno.
Gli atomi si muovono nello spazio vuoto?
Nello spazio interstellare, l’ambiente è estremamente rarefatto, ma non completamente privo di materia. Ci sono atomi e molecole presenti, anche se in concentrazioni molto basse. Queste particelle si muovono nello spazio vuoto, spinte da vari fattori, tra cui l’energia radiante delle stelle. In assenza di resistenza, una volta che un atomo è in movimento nello spazio, continuerà a muoversi in quella direzione a meno che non venga perturbato da un’altra forza, come il campo gravitazionale di una stella o di un pianeta.
Gli atomi possono essere fermi?
In termini teorici, gli atomi potrebbero fermarsi completamente solo se raggiungessero lo zero assoluto (-273.15°C o 0 Kelvin), la temperatura teorica alla quale l’energia cinetica delle particelle diventerebbe zero. Tuttavia, secondo le leggi della termodinamica, è impossibile raggiungere o mantenere una sostanza a tale temperatura. Pertanto, nella realtà pratica, gli atomi sono sempre in movimento, anche se molto lentamente, a temperature estremamente basse.