Atomi, molecole e luce
Atomi:
Tutti gli atomi sono, come l'idrogeno, costituiti da un nucleo (protoni e neutroni) circondati da un insieme di elettroni. In un atomo a riposo, il numero di elettroni è uguale al numero di protoni. Per esempio l'atomo di ossigeno, il cui simbolo è O, ha 8 protoni e 8 elettroni. Si ritrova questo numero nella tavola degli elementi qui sotto.
Ci sono 113 atomi, che rappresentano tutte le combinazioni tra protoni, elettroni e neutroni. I più pesanti sono instabili e hanno dei tempi di vita molto corti.
Tavola periodica degli elementi (atomi), anche chiamata tavola di Mendeleiev, in cui gli atomi sono classificati per massa crescente. Crediti: Osservatorio di Parigi / UFE
Molecole:
Le molecole sono degli insiemi di atomi.
Isoleucina, un aminoacido essenziale alla vita. È composto di idrogeno (bianco), di carbonio (grigio), d'ossigeno (rosso) e di azoto (blu). Dominio pubblico
Spettro di un elemento chimico:
Ogni elemento chimico, atomo o molecola, può emettere o assorbire della luce, ma solamente in certi colori molto precisi, dette righe spettrali. Ogni elemento è dunque associato a un insieme di righe, che costituisce la firma propria di questo elemento. Siccome la posizione di queste righe spettrali è universale, l'analisi dello spettro di un corpo, di una stella per esempio, permette, trovando questa famiglia di righe, di sapere quali elementi chimici esso contiene e in quale quantità.
A seconda della configurazione, si trovano queste righe in emissione o in assorbimento:
ENS-Lyon, F. Trouillet
Spettro di un corpo:
Un oggetto, per esempio una stella, emette una radiazione che proviene da tutti i fenomeni fisico-chimici che esso ospita (curva verde della figura qui sotto). Per studiarlo, si separa lo spettro in una curva liscia (curva blu della figura) che dipende della temperatura della stella, e nelle righe d'assorbimento che dipendono dalla composizione della sua atmosfera. La curva blu si chiama spettro del corpo nero.
Spettro stellare (verde) e spettro del corpo nero associato (blu). Osservatorio d Parigi / ASM