το άτομο είναι το βασική ενότητα της ύλης, δηλαδή, το μικρότερο τμήμα στο οποίο ένα στοιχείο μπορεί να χωριστεί χωρίς να χάσει τις χημικές του ιδιότητες.
Τα άτομα σχηματίζονται από έναν πυρήνα που αποτελείται από σωματίδια πρωτονίων και νετρονίων και ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα, σχηματίζοντας την ηλεκτροσφαίρα.
Η λέξη άτομο είναι ελληνικής προέλευσης και σημαίνει "αδιαίρετη". Μέχρι τον 19ο αιώνα, πιστεύεται ότι το άτομο ήταν το μικρότερο μέρος της ύλης, δηλαδή ότι θα ήταν αδύνατο να το διαιρέσουμε.
Ένα άτομο αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια στον πυρήνα και ηλεκτρόνια στην ηλεκτρόσφαιρα.
Δομή και σύνθεση ενός ατόμου
Τα άτομα είναι πολύ μικρά κομμάτια ύλης, τόσο μικρά που δεν μπορούν να φανούν με συνηθισμένα μικροσκόπια.
Η δομή του σχηματίζεται από έναν απείρως μικρό και πυκνό πυρήνα, αποτελούμενο από πρωτόνια και νετρόνια, και μια ηλεκτροσφαίρα αποτελούμενη από ηλεκτρόνια.
- Πρωτόνια (p): θετικά σωματίδια και με μονάδα μάζας.
- Νετρόνια (η): ουδέτερα σωματίδια (χωρίς φόρτιση) και με μονάδα μάζας.
- Ηλεκτρόνια (ε): αρνητικά και πρακτικά μαζικά σωματίδια σε συνεχή τροχιακή κίνηση γύρω από τον πυρήνα.
Ο πυρήνας αντιπροσωπεύει το 99,9% της μάζας ενός ατόμου. Η μάζα των ηλεκτρονίων είναι πρακτικά άσχετη: ένα ηλεκτρόνιο έχει μάζα 1836 φορές μικρότερη από τη μάζα των πρωτονίων και των νετρονίων.
Η κίνηση των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα σχηματίζει α ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε τόσο μεγάλη ταχύτητα που, αν μπορούσατε να δείτε το άτομο, η ηλεκτροσφαίρα θα μπορούσε να θεωρηθεί ως ένα σύννεφο γύρω από τον πυρήνα.
Τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα - έχουν την ίδια απόλυτη τιμή με τα πρωτόνια (+) και τα ηλεκτρόνια (-), οπότε το φορτίο τους γίνεται μηδέν.
Εάν ένα άτομο δέχεται ή χάνει ηλεκτρόνια, παύει να είναι άτομο και γίνεται α ιόν, η οποία μπορεί να έχει θετικό ή αρνητικό φορτίο:
- Εάν δέχεται ηλεκτρόνια, φορτίζεται αρνητικά και γίνεται α ανιόν.
- Εάν χάσει ηλεκτρόνια, φορτίζεται θετικά και γίνεται α κατιόν.
καταλάβετε τι είναι ύλη και μάθετε περισσότερα για το κατιόντα και ανιόντα.
Δομή ηλεκτροσφαίρας
Η ηλεκτρόσφαιρα σχηματίζεται από ηλεκτρόνια σε τροχιακή κίνηση, αλλά αυτά τα ηλεκτρόνια δεν είναι τυχαία διατεταγμένα, υπάρχουν ηλεκτρονικά στρώματα όπου αυτά τα σωματίδια κατανέμονται.
Ένα άτομο μπορεί να έχει έως και επτά ηλεκτρονικά στρώματα. Κάθε ένα από αυτά τα στρώματα έχει διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, με το εξώτατο στρώμα να είναι το πιο ενεργητικό στρώμα.
Αυτά τα επίπεδα παρουσιάζονται με τα ακόλουθα γράμματα: K, L, M, N, O, P, Q. Κ είναι το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στον πυρήνα.
Δεν έχουν όλα τα άτομα 7 στρώματα, ο υδράργυρος, για παράδειγμα, έχει μόνο 6. Αλλά ανεξάρτητα από τον αριθμό των κελυφών, είναι ένας κανόνας ότι το τελευταίο δεν μπορεί να έχει περισσότερα από 8 ηλεκτρόνια.
Τα ηλεκτρονικά στρώματα χωρίζονται περαιτέρω σε ενεργειακά επίπεδα, που αντιπροσωπεύονται από τα γράμματα: s, p, d, f.
Ιστορία ατόμων και ατομικά μοντέλα
Η ιδέα ότι η ύλη θα μπορούσε να χωριστεί σε μικρά μέρη έως ότου έφτασε σε μια μονάδα τόσο μικρή που δεν μπορούσε πλέον να χωριστεί υπήρχε από τα αρχαία ελληνικά χρόνια.
Δημόκριτος, περίπου 400 π.Χ. Γ., Ήταν ο πρώτος επιστήμονας που ισχυρίστηκε την ύπαρξη αυτού του μικρού σωματιδίου και το ονόμασε «άτομο», το οποίο στα ελληνικά σημαίνει «αδιαίρετο».
Το 1803 αναπτύχθηκε η πρώτη συνεπής θεωρία των ατόμων. Ο Τζον Ντάλτον υποστήριξε ότι το άτομο ήταν το μικρότερο μέρος της ύλης και ότι ήταν αδιαίρετο.
Κατά τους επόμενους αιώνες, με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, έγιναν και διατυπώθηκαν νέες ανακαλύψεις για αυτό το σωματίδιο σε διαφορετικά ατομικά μοντέλα.
1803 - Μοντέλο Dalton
Αναπτύχθηκε από τον καθηγητή John Dalton το 1803, αυτό το μοντέλο έγινε γνωστό ως το μοντέλο του "μπίλιες μπιλιάρδου", επειδή σύμφωνα με τον ίδιο τα άτομα ήταν τεράστιες, αδιαίρετες και άφθαρτες σφαίρες.
1898 - Μοντέλο Thomson
Ο Τζόζεφ Τόμσον ανακάλυψε την ύπαρξη ηλεκτρονίων και, σύμφωνα με το μοντέλο του, αυτά τα φορτία θα κατανέμονταν ομοιόμορφα σε όλο το άτομο, με θετικά φορτία.
Το άτομο στο μοντέλο του Thomson ήταν σφαιρικό παρά μαζικό και έγινε γνωστό ως "πουτίγκα σταφίδας", όπου οι σταφίδες σε μια πουτίγκα αντιπροσώπευαν τα θετικά και αρνητικά φορτία.
1911 - Μοντέλο Rutherford
Ο Rutherford έκανε μια σημαντική ανακάλυψη για το άτομο: η ύπαρξη ενός πυρήνα. Το μοντέλο του είπε ότι το άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα και μια ηλεκτρόσφαιρα.
Στον πυρήνα θα ήταν τα πρωτόνια και τα νετρόνια και στην ηλεκτρόσφαιρα τα ηλεκτρόνια. Αυτό το μοντέλο έγινε γνωστό ως "ηλιακό σύστημα".
Αυτό που δεν μπορούσε να εξηγήσει ο Rutherford ήταν πώς τα ηλεκτρόνια δεν κατέρρευσαν με τον πυρήνα του ατόμου.
1913 - Μοντέλο Rutherford-Bohr
Το μοντέλο του Rutherford συμπληρώθηκε με ανακαλύψεις του φυσικού Niels Bohr το 1913. Ο Bohr κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα ηλεκτρόνια περιστρέφουν την ηλεκτρόσφαιρα σε στρώματα διαφορετικών επιπέδων ενέργειας.
Τα ηλεκτρόνια δεν απορροφούν ούτε απελευθερώνουν ενέργεια σε αυτήν την κίνηση, επομένως παραμένουν σε μια σταθερή τροχιά ενέργειας, η οποία τους εμποδίζει να συγκρούονται με τον πυρήνα.
Χαρακτηριστικά ενός ατόμου
Αυτό που διαφοροποιεί το ένα άτομο από το άλλο είναι η ποσότητα των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων στη σύνθεσή του. Οι κύριες τιμές που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των ατόμων είναι η ατομική μάζα και ο ατομικός αριθμός.
ατομική μάζα
Η τιμή ατομικής μάζας αντιπροσωπεύεται από το άθροισμα των πρωτονίων και των νετρονίων που υπάρχουν στον πυρήνα του ατόμου.
A = z + n
ατομικός αριθμός
Ο ατομικός αριθμός είναι ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου, η τιμή του αντιπροσωπεύεται από το γράμμα z. Όπως σε ένα άτομο ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, έχουμε:
z = p = ε
Το σύνολο πολλών ατόμων με τον ίδιο ατομικό αριθμό σχηματίζει α χημικό στοιχείο. Όλα τα γνωστά χημικά στοιχεία παρουσιάζονται στον περιοδικό πίνακα ακολουθώντας μια αυξανόμενη σειρά ατομικού αριθμού.
Τα χημικά στοιχεία απεικονίζονται στον περιοδικό πίνακα με το ακρωνύμιο και το όνομά τους στο κέντρο, από την ατομική μάζα στο κάτω μέρος και από τον ατομικό αριθμό στην κορυφή, όπως φαίνεται στην εικόνα:
- Ατομική μάζα = 196.967
- Ατομικός αριθμός = 79
Άτομα και μόρια
Ένα άτομο είναι ένα πολύ μικρό μέρος της ύλης, αποτελείται από έναν πυρήνα με πρωτόνια και νετρόνια και ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα.
Ένα μόριο είναι μια ομάδα ατόμων των ίδιων ή διαφορετικών στοιχείων, τα οποία μαζί σχηματίζουν μια ουσία. Για παράδειγμα:
- Δύο άτομα οξυγόνου ενώνονται και σχηματίζουν ένα μόριο οξυγόνου (Ο2).
- Δύο άτομα υδρογόνου ενώνονται με ένα άτομο οξυγόνου και σχηματίζουν ένα μόριο νερού (Η2Ο).
Δείτε επίσης:
- Μόρια
- Διάγραμμα Linus Pauling
