אטום: מה זה, מבנה ומודלים אטומיים

האטום הוא יחידת חומר בסיסיתכלומר החלק הקטן ביותר שאליו ניתן לחלק אלמנט מבלי לאבד את תכונותיו הכימיות.

אטומים נוצרים על ידי גרעין המורכב מחלקיקים של פרוטונים ונויטרונים ואלקטרונים המקיפים את הגרעין ויוצרים את האלקטרוספירה.

המילה אטום היא ממוצא יווני ופירושה "בלתי ניתן לחלוקה". עד המאה התשע עשרה האמינו שהאטום הוא החלק הקטן ביותר בחומר, כלומר אי אפשר לחלק אותו.

אטום מורכב מפרוטונים ונויטרונים בגרעין ואלקטרונים באלקטרוספרה.

מבנה והרכב אטום

אטומים הם פיסות חומר קטנות מאוד, כה קטנות עד שלא ניתן לראותן במיקרוסקופים רגילים.

מבנהו נוצר על ידי גרעין קטן וצפוף לאין ערוך, המורכב מפרוטונים ונויטרונים, ואלקטרוספרה המורכבת מאלקטרונים.

• פרוטונים (p): חלקיקים חיוביים ועם מסת יחידה.
• נויטרונים (n): חלקיקים ניטרליים (לא טעונים) ועם מסת יחידה.
• אלקטרונים (ה): חלקיקים שליליים וחסרי מסה כמעט בתנועה מסלולית קבועה סביב הגרעין.

הגרעין מייצג 99.9% ממסת האטום. מסת האלקטרונים כמעט ולא רלוונטית: לאלקטרון יש מסה פי 1836 ממסת הפרוטונים והנויטרונים.

תנועת האלקטרונים סביב הגרעין יוצרת א שדה אלקרומגנטי. אלקטרונים מקיפים סביב הגרעין במהירות כה גבוהה שאם היית יכול לראות את האטום, האלקטרוספרה תראה כענן סביב הגרעין.

האטומים הם ניטרלים חשמלית - יש להם ערך מוחלט זהה לפרוטונים (+) ואלקטרונים (-), כך שהמטען שלהם הופך לאפס.

אם אטום מקבל או מאבד אלקטרונים, הוא מפסיק להיות אטום והופך ל יוֹן, שיכולה להיות מטען חיובי או שלילי:

• אם הוא מקבל אלקטרונים, הוא הופך להיות טעון שלילי והופך ל- אניון.
• אם הוא מאבד אלקטרונים, הוא הופך לטעון חיובי והופך ל- קטיון.

להבין מה זה חוֹמֶר וללמוד עוד על קטיונים ואניונים.

מבנה אלקטרוספרה

האלקטרוספרה נוצרת על ידי אלקטרונים בתנועה מסלולית, אך האלקטרונים הללו אינם מסודרים באופן אקראי, יש שכבות אלקטרוניות היכן שחלקיקים אלה מופצים.

אטום יכול להכיל עד שבע שכבות אלקטרוניות. לכל אחת משכבות אלה יש רמות אנרגיה שונות, כאשר השכבה החיצונית ביותר היא השכבה האנרגטית ביותר.

שכבות אלה מיוצגות על ידי האותיות הבאות: K, L, M, N, O, P, Q. K להיות השכבה הקרובה ביותר לליבה.

לא לכל האטומים יש 7 שכבות, בכספית, למשל, יש רק 6. אך ללא קשר למספר הקונכיות, זהו הכלל כי האחרון אינו יכול להכיל יותר מ -8 אלקטרונים.

השכבות האלקטרוניות מחולקות עוד רמות משנה של אנרגיהמיוצג על ידי האותיות: s, p, d, f.

היסטוריה אטומית ומודלים אטומיים

הרעיון שאפשר לחלק את החומר לחלקים קטנים עד שהגיע ליחידה כל כך קטנה שאי אפשר היה לחלק אותו עוד היה מתקופת יוון העתיקה.

דמוקריטוס, בסביבות 400 לפני הספירה ג ', היה המדען הראשון שהניח את קיומו של החלקיק הקטן הזה וכינה אותו "אטום", שפירושו ביוונית "בלתי ניתן לחלוקה".

בשנת 1803 התפתחה התיאוריה העקבית של האטומים. ג'ון דלטון טען כי האטום הוא החלק הקטן ביותר בחומר ושאינו ניתן לחלוקה.

במהלך המאות הבאות, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, התגלו וגילויים חדשים על חלקיק זה במודלים אטומיים שונים.

1803 - דגם דלתון

פותח על ידי פרופסור ג'ון דלטון בשנת 1803, מודל זה נודע כמודל של "כדור ביליארד", מכיוון שלדבריו האטומים היו תחומים מסיביים, בלתי ניתנים לחלוקה ובלתי ניתנים להריסה.

1898 - דגם תומסון

ג'וזף תומסון גילה את קיומם של אלקטרונים, ולפי המודל שלו, מטענים אלה יופצו באופן שווה בכל האטום, במטענים חיוביים.

האטום במודל של תומסון היה כדורית ולא מסיבי ונודע בשם "פודינג צימוקים", שם הצימוקים בפודינג ייצגו את המטענים החיוביים והשליליים.

1911 - מודל רתרפורד

רתרפורד גילה תגלית חשובה על האטום: קיומו של גרעין. המודל שלו אמר כי האטום מורכב מגרעין ואלקטרוספרה.

בגרעין יהיו הפרוטונים והניטרונים ובאלקטרוספרה האלקטרונים. מודל זה נודע בשם "מערכת השמש".

מה שרותרפורד לא יכול היה להסביר היה כיצד אלקטרונים לא קרסו עם גרעין האטום.

1913 - מודל רתרפורד-בוהר

המודל של רתרפורד הושלם בתגליות שגילה הפיזיקאי נילס בוהר בשנת 1913. בוהר הגיע למסקנה כי אלקטרונים מקיפים את האלקטרוספרה בשכבות של רמות אנרגיה שונות.

האלקטרונים אינם סופגים או משחררים אנרגיה בתנועה זו, ולכן הם נשארים במסלול אנרגיה קבוע, המונע מהם להתנגש בגרעין.

מאפייני אטום

מה שמבדיל אטום זה מזה הוא כמות הפרוטונים, הנויטרונים והאלקטרונים בהרכבו. הערכים העיקריים המשמשים לזיהוי אטומים הם מסה אטומית ומספר אטומי.

מסה אטומית

ערך המסה האטומי מיוצג על ידי סכום הפרוטונים והנויטרונים הקיימים בגרעין האטום.

A = z + n

מספר אטומי

המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים בגרעין האטום, ערכו מיוצג על ידי האות z. כמו באטום מספר הפרוטונים שווה למספר האלקטרונים, יש לנו:

z = p = e

הסט של מספר אטומים עם אותו מספר אטומי יוצר a יסוד כימי. כל היסודות הכימיים הידועים מיוצגים בטבלה המחזורית בעקבות סדר הולך וגדל של המספר האטומי.

היסודות הכימיים מיוצגים בטבלה המחזורית על ידי ראשי התיבות שלהם ושמם במרכז, על ידי המסה האטומית בתחתית ומספר האטום בחלק העליון, כפי שמוצג בתמונה:

• מסה אטומית = 196.967
• מספר אטומי = 79

אטומים ומולקולות

אטום הוא חלק קטן מאוד של חומר, הוא מורכב מגרעין עם פרוטונים ונויטרונים ואלקטרונים המסתובבים סביב הגרעין.

מולקולה היא קיבוץ אטומים מאותם יסודות או שונים, שיוצרים יחד חומר. לדוגמה:

• שני אטומי חמצן מתאחדים ויוצרים מולקולת חמצן (O₂).
• שני אטומי מימן מתאחדים עם אטום חמצן אחד ויוצרים מולקולת מים (H₂O).

ראה גם:

• מולקולות
• תרשים לינוס פאולינג