Atomi on aineen perusyksikkö ja pienin osa, joka pystyy tunnistamaan kemiallisen alkuaineen, koska sillä on identiteetti. Termi atom on johdettu kreikan kielestä ja tarkoittaa jakamatonta.
Se koostuu ytimestä, joka sisältää neutroneja ja protoneja, ja elektroneista, jotka ympäröivät ydintä.
atomirakenne
Atomi koostuu pienistä hiukkasista, joita kutsutaan myös atomia pienemmät hiukkasets: elektronit, protonit ja neutronit.
Suurin osa atomin massasta on keskittynyt ytimeen, pieneen, tiheään alueeseen. Sen suurin tilavuus löytyy elektropallosta, tyhjien tilojen paikasta, kun elektronit kiertävät ytimen ympäri.
elektronit
O elektroni sillä on negatiivinen sähkövaraus (-1) ja massa lähes olematon, koska sen arvo on 9,11 x 10-28 g e on noin 1840 kertaa pienempi kuin ydinmassa. Ne ovat pieniä hiukkasia, jotka pyörivät hyvin nopeasti ytimen ympärillä.
Elektronit, jotka löytyvät atomin syrjäisimmiltä alueilta, ovat vastuussa kemiallisten sidosten muodostumisesta, joka tapahtuu elektronien luovuttamisen, vastaanottamisen tai jakamisen kautta.
protonit
O protoni sillä on positiivinen sähkövaraus (+1), joka on sama absoluuttinen arvo kuin elektronien varaus. Tällä tavalla protoni ja elektroni houkuttelevat toisiaan sähköisesti.
Protonien kautta on mahdollista erottaa kemialliset alkuaineet, koska jokaisen elementin atomin ytimessä on määritelty määrä protoneja, joita kutsutaan atomiluku.
neutronit
O neutroni sillä ei ole lainkaan varausta eli se on sähköisesti neutraali. Yhdessä protonien kanssa se muodostaa atomin ytimen, joka kantaa koko atomin massan (99,9%). Sekä protonin että neutronin massa on noin 1,67 x 10-24 g. Tämä arvo edustaa 1 μ: n atomimassayksikköä.
Neutroni tarjoaa vakauden atomituumalle, koska ydinvoima saa sen houkuttelemaan elektroneihin ja protoneihin.
Vain vetyatomissa ei ole neutroneja, se koostuu vain elektronista, joka pyörii protonin ympäri.
Tarkista alla olevasta taulukosta a abstrakti tietoa subatomisista hiukkasista.
| Hiukkanen | Symboli |
Pasta (yksikköinä atomimassa) |
Lataa (yksikköinä sähkövaraus - u.c.e) |
Sijainti |
|---|---|---|---|---|
| Protoni | +1 | ydin | ||
| Neutroni | 0 | ydin | ||
| Elektroni | -1 | sähköpallo |
Perustilassa oleva atomi on sähköisesti neutraali, koska protonien määrä on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä ja päinvastaiset positiiviset ja negatiiviset varaukset kumoavat toisensa.
Esimerkiksi natriumilla (Na) on atominumero 11, ts. Sen ytimessä on 11 protonia. Näin ollen kyseisen elementin atomin elektropallossa on 11 elektronia.
Lue lisää atomirakenne.
atomikoostumus
Kuten olemme nähneet, atomin muodostaa pieni ja tiheä keskialue, jota kutsutaan ytimeksi, ja sen ympärillä on elektropallo, jossa elektronit sijaitsevat, joka voidaan jakaa elektronisiin kerroksiin, energian alatasoihin ja atomien kiertoradat.
elektroniset kerrokset
atomi esittää energian tasot, jotka vastaavat seitsemää kerrosta ytimen ympärillä ja niissä ovat elektronit, jotka kiertävät sen ympärillä. Kerroksia kutsutaan K, L, M, N, O, P ja Q.
Jokainen kuori voi sisältää tietyn määrän elektroneja, kuten alla olevassa taulukossa on esitetty.
| Energian taso | elektroninen kerros | Elektronien enimmäismäärä |
|---|---|---|
| 1º | K | 2 |
| 2º | L | 8 |
| 3º | M | 18 |
| 4º | N | 32 |
| 5º | O | 32 |
| 6º | P | 18 |
| 7º | Q | 8 |
Esimerkiksi heliumin atomilla (He) on atominumero 2 ja siksi ytimessä on 2 protonia. Näin ollen atomin sähköpallossa on vain 2 elektronia, jotka sijaitsevat atomin ensimmäisessä ja ainoassa elektronisessa kuoressa, K-kuoressa, joka vastaa ensimmäistä energiatasoa.
Energian alatasot
Energiatasoilla on alatasoja, joita edustavat s, p, d, f. Jokaiseen alatasoon mahtuu enimmäismäärä elektroneja, jotka ovat vastaavasti 2, 6, 10 ja 14.
Tämän tiedon avulla on mahdollista elektroninen jakauma ja tiedä uloimman ja energisimmän elektronin sijainti.
Esimerkki: Typpi (N)
Atomiluku: 7
Sähköinen jakelu: 1 s2 2s2 2p3
Typpiatomilla on kaksi energiatasoa, K ja L, ja sen 7 elektronia vievät s- ja p-alatasot.
K: s2 = 2 elektronia
L: s2 + s3 = 5 elektronia
Huomaa, että L-kuori voi sisältää jopa 8 elektronia, mutta typpiatomissa tässä kuoressa on vain 5 elektronia.
atomien kiertoradat
Orbitaalit luonnehtivat aluetta, joka todennäköisimmin löytää elektronin elektronisen kuoren (K, L, M, N, O, P, Q) energeettisen alatason (s, p, d, f) sisällä.
- s alataso: siinä on yksi kiertorata, johon mahtuu jopa 2 elektronia
- p alataso: siinä on 3 kiertorataa, joihin mahtuu 6 elektronia
- Alataso d: siinä on 5 kiertorataa, joissa on jopa 10 elektronia
- Alataso f: siinä on 7 kiertorataa, joissa on jopa 14 elektronia
Käyttämällä typpeä jälleen esimerkkinä ja jakamalla sen 7 elektronia atomiorbitaaleihin, meillä olisi:
Atomityypit
Tarkkailemalla protonien, neutronien ja elektronien määrää voimme verrata atomeja ja luokitella ne isotoopit, isobarit ja isotoneja.
Kemiallinen alkuaine voidaan määritellä atomiryhmäksi, jolla on sama määrä protoneja. Näitä atomeja kutsutaan isotoopeiksi, koska niillä on sama atomiluku ja erilaiset massat.
Esimerkiksi luonnossa on 3 alkuaineen vety (H) isotooppia: protium , deuterium
ja tritium
.
Eri kemiallisten alkuaineiden atomit voidaan luokitella isotoneiksi, kun niillä on erilainen atomiluku ja massa, mutta sama määrä neutroneja.
Isobarit ovat eri alkuaineiden atomeja, toisin sanoen niillä on erilainen atomiluku, mutta sama massanumero.
Lue lisää isotoopit, isobarit ja isotonit.
Atom-mallit (atomimallit)
Kreikkalainen filosofi Aristoteles (384 a. Ç. - 322 a. C) yritti selittää kaikkien aineiden muodostumisen alkuaineista maa, ilma, tuli ja vesi.
Demokritos (546 a. C - 460 a. C), kreikkalainen tiedemies ja matemaatikko, muotoili ajatuksen, että hiukkasten pienyydelle oli raja. Hän sanoi, että heistä tulee niin pieniä, ettei niitä enää voitu jakaa. Hän kutsui tätä hiukkaa "atomiksi".
Suurimman osan 1800-luvulta se oli Daltonin atomimalli, Englantilainen tiedemies, joka ehdotti atomiteoriaa, joka ylitti muinaisten ajattelun.
Tämän teorian mukaan kaikki aineet koostuvat pienistä jakamattomista hiukkasista, joita kutsutaan atomiksi, jotka olisivat kuin biljardipallot. Aineen rakenteen tutkimusten edetessä havaittiin, että atomi muodostuu muista pienistä hiukkasista, joita kutsutaan subatomisiksi hiukkasiksi.
Elektronin löytämisen jälkeen thomson hän muotoili mallin, joka tunnetaan massapuurona, joka kuvasi atomin positiiviseksi palloksi, jonka pintaan on upotettu negatiivisesti varautuneita elektroneja.
Kokeiden kautta fyysikko Rutherford havaitsi, että atomilla oli tyhjiä ja elektroneja erittäin pienen, positiivisen ytimen ympärillä. Siten Rutherford ehdotti ydinmallia edustamaan atomia.
Bohr parantanut Rutherfordin ehdottamaa mallia havaitsemalla, että elektronit eivät pyöri ytimen ympäri satunnaisesti, vaan tietyillä kiertoradoilla. Tämä malli tunnettiin nimellä planetaario.
Lue myös:
- Atomic mallit
- Thomson Atomic -malli
- Bohrin atomimalli
- Rutherfordin atomimalli
- Atomimallien kehitys
