{"id":1152,"date":"2026-02-04T10:40:42","date_gmt":"2026-02-04T09:40:42","guid":{"rendered":"https:\/\/andreabrussi.it\/quanto-vuota-e-la-materia\/"},"modified":"2026-07-02T08:45:21","modified_gmt":"2026-07-02T07:45:21","slug":"quanto-vuota-e-la-materia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/andreabrussi.it\/it\/quanto-vuota-e-la-materia\/","title":{"rendered":"Quanto vuota \u00e8 la materia?"},"content":{"rendered":"

Molto vuota.
\nEstremamente vuota.<\/p>\n

Consideriamo i costituenti elementari, gli atomi, che solitamente si aggregano in molecole per formare la materia che conosciamo. Sono costituiti da un nucleo che rappresenta quasi l\u2019intera massa, sotto forma di\u00a0\u00a0protoni (carichi positivamente) e neutroni, con massa quasi uguale a quella dei protoni ma privi di carica, e da elettroni molto leggeri (1\/2000 della massa del protone) carichi negativamente che \u2018orbitano\u2019 attorno al nucleo. In condizioni normali, le cariche elettriche dei protoni e degli elettroni dell\u2019atomo \u2018neutro\u2019 si bilanciano a vicenda. Tutte le aggregazioni tra atomi avvengono grazie alle forze di attrazione tra cariche diverse (mentre, come sappiamo, cariche uguali si respingono, come nel caso delle forze magnetiche). Nel nucleo, i protoni, pur avendo la stessa carica positiva e respingendosi, sono tenuti insieme da una forza estremamente intensa detta forza nucleare forte<\/em>.<\/p>\n

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Figure 1 – Esempio di uno schema molto impreciso di un atomo (fonte: freepic.com)<\/p>\n

\"atomo<\/a><\/p>\n

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La Figura 1 \u00e8 un tipico esempio di rappresentazione errata di un atomo, per molte ragioni, ma due sono fondamentali: le particelle non sono ‘palle’ ma densit\u00e0 di probabilit\u00e0, ovvero ‘nuvole allungate’ anzich\u00e9 ‘palle’; le proporzioni sono mostruosamente fuorvianti. Questo ci porta all’argomento di questo post. Consideriamo l’atomo pi\u00f9 piccolo e semplice, l’atomo di idrogeno neutro H (composto da 1 protone e 1 elettrone), e l’atomo di ferro neutro Fe (l’isotopo pi\u00f9 comune \u00e8 composto da 26 protoni, 30 neutroni e 26 elettroni). La massa di Fe \u00e8 quindi circa 56 volte quella di H. Per le misurazioni atomiche, utilizziamo gli angstrom (\u00c5, dal nome del fisico svedese Anders Jonas \u00c5ngstr\u00f6m, 1814-1874), pari a un decimo di miliardesimo di metro (10\u00af\u00b9\u00ba m). Consideriamo anche solo i nuclei e la distanza minima degli elettroni dal nucleo, ovvero il raggio della loro orbita pi\u00f9 interna (quindi la ‘dimensione’ dell’intero atomo \u00e8 molto maggiore). Alcune misurazioni effettive di queste particelle sono approssimativamente le seguenti:<\/p>\n\n\n\n\n\t\n\n\t\n\t
Atom<\/th>Nucleus<\/th>Min distance electrons<\/th>\u0394<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
H<\/td>1,7 \u0387 10-5<\/sup> \u00c5 (0,000017 \u00c5)<\/td>0,5 \u00c5<\/td>~2.9 \u0387 104<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n
Fe<\/td>5 \u0387 10-5<\/sup> \u00c5 (0,00005 \u00c5)<\/td> 1,25 \u00c5<\/td>~2.5 \u0387 104<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n

Quindi tra il nucleo e l’orbita pi\u00f9 interna degli elettroni ci sono circa quattro ordini di grandezza! Questo \u00e8 spazio vuoto<\/em>. Ovviamente, ci sono campi elettrici che tengono insieme tutto, ma non ci sono particelle massicce, legate o meno, in quello spazio, e non possono essercene in nessun atomo, in normali condizioni della materia.<\/p>\n

Quattro ordini di grandezza significa che se il nucleo di Fe avesse le dimensioni di una prugna (5 cm), ci sarebbe spazio vuoto fino a 1250 metri di distanza. Per H, se il nucleo avesse le dimensioni di un acino d’uva (17 mm), ci sarebbe spazio vuoto fino a 500 metri di distanza.<\/p><\/blockquote>\n

Ci\u00f2 che permette alla materia di legarsi allo stato solido sono le forze di legame elettrico tra gli atomi, dovute alla presenza\/assenza di elettroni nei gusci atomici pi\u00f9 esterni, ma questa \u00e8 un’altra storia.
\nQuesti spazi vuoti si comprimono solo in condizioni estreme, ad esempio quando la materia degenera in stelle che si trasformano in nane bianche o stelle di neutroni (quando la forza di radiazione verso l’esterno cessa e la gravit\u00e0 comprime la stella), raggiungendo densit\u00e0 inimmaginabili (un acino d’uva avrebbe una massa di miliardi di tonnellate). Ma anche questa \u00e8 un’altra storia.<\/p>\n

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