La struttura degli atomi è rappresentata come sferica: come possono esserci gli spigoli negli oggetti, che sono costituiti da atomi?
Grazie
Caro Giovanni,
non conosco la tua età ma la tua domanda mi fa pensare che tu sia un ragazzino, perciò cercherò di risponderti nel modo più semplice possibile.
Mi sembra di capire dalla tua domanda che quando tu pensi agli spigoli ragioni in modo matematico, usando la geometria. Per la geometria gli spigoli sono delle linee: le linee d’incontro di due superfici diversamente orientate. In geometria le linee hanno lunghezza ma non spessore. Per questo motivo le linee geometriche sono una costruzione del pensiero umano, concetti matematici utili ma non realizzabili in pratica.
Gli spigoli degli oggetti reali, che sono fatti di atomi piccoli ma non infinitamente piccoli, non sono linee geometriche. A volte possono essere molto acuti: per esempio la parte tagliente della lama di un coltello ben affilato è uno spigolo acutissimo che a occhio appare drittissimo e sottilissimo: ma se lo guardassimo con un potente microscopio scorgeremmo un panorama di monti e valli. A volte vediamo spigoli molto netti, come quelli di un bel cristallo di quarzo: ma anche in questo caso il loro aspetto microscopico è ben diverso dalla linea ideale, senza “bozzi”, della geometria.
A proposito degli atomi voglio dire altre due cose.
1) La sfera è un modo molto semplificato di rappresentare gli atomi, che serve solo quando non ci interessa la loro struttura interna. La struttura degli atomi comprende un nucleo centrale piccolissimo che porta una carica elettrica positiva ed elettroni, ancora più piccoli, che portano cariche elettriche negative e girano intorno al nucleo. Puoi immaginare un atomo come una specie di minuscolo sistema planetario in cui la maggior parte del volume è vuoto. Gli elettroni sono tenuti nell’atomo perché le cariche elettriche positive e negative si attraggono, ma allontanare dall’atomo qualcuno degli elettroni più esterni è abbastanza facile. Per esempio negli oggetti metallici succede spontaneamente: gli elettroni che si staccano dai loro atomi sono liberi di spostarsi nel metallo e questo è il motivo per cui i metalli conducono bene l’elettricità.
2) È raro che gli atomi di un elemento chimico vadano a spasso da soli. Generalmente essi si uniscono ad altri atomi, della loro stessa specie o di altre specie, formando le molecole. Per esempio in natura l’idrogeno puro (il cui simbolo chimico è H) si trova a coppie: due atomi legati insieme in una molecola rappresentata dal simbolo H2. L’ossigeno che respiriamo è una molecola di due atomi rappresentata dal simbolo O2, e le molecole dell’anidride carbonica e dell’acqua sono formate da tre atomi: per l’anidride carbonica CO2, due di ossigeno e uno di carbonio, per l’acqua H2O, due di idrogeno e uno di ossigeno. È facile capire che queste molecole non possono essere sferiche.
Molte delle molecole di cui sono fatti il legno, la plastica, la carta e in genere tutto ciò che deriva dal regno animale e vegetale contengono moltissimi atomi e sono molto più grandi delle molecole dell’ossigeno o dell’acqua. Le loro forme presentano sporgenze e rientranze. Non c’è quindi da stupirsi se, osservando al microscopio spigoli che all’occhio e al tatto sembrano lisci, ci accorgiamo che in realtà non lo sono affatto!