Atom jest podstawową jednostką materii i najmniejszą frakcją zdolną do zidentyfikowania pierwiastka chemicznego, ponieważ zachowuje jego tożsamość. Termin atom pochodzi z języka greckiego i oznacza niepodzielny.
Składa się z jądra, które zawiera neutrony i protony oraz elektrony otaczające jądro.
struktura atomu
Atom składa się z małych cząstek, zwanych również cząstki elementarnes: elektrony, protony i neutrony.
Większość masy atomu jest skoncentrowana w jądrze, małym, gęstym obszarze. Jego największa objętość znajduje się w elektrosferze, miejscu pustych przestrzeni, gdy elektrony krążą wokół jądra.
elektrony
O elektron ma ujemny ładunek elektryczny (-1) i prawie nie ma masy, ponieważ ma wartość 9,11 x 10-28 g i jest około 1840 razy mniejsza niż masa rdzenia. Są to maleńkie cząsteczki, które bardzo szybko wirują wokół jądra atomowego.
Elektrony znajdujące się w najbardziej oddalonych obszarach atomu są odpowiedzialne za tworzenie wiązań chemicznych, które zachodzą poprzez oddawanie, przyjmowanie lub współdzielenie elektronów.
protony
O proton ma dodatni ładunek elektryczny (+1) o tej samej wartości bezwzględnej, co ładunek elektronów. W ten sposób proton i elektron mają tendencję do przyciągania się elektrycznie.
Poprzez protony możliwe jest rozróżnienie pierwiastków chemicznych, ponieważ każdy atom pierwiastka ma określoną liczbę protonów w swoim jądrze, co nazywa się Liczba atomowa.
neutrony
O neutron w ogóle nie ma ładunku, to znaczy jest elektrycznie obojętny. Wraz z protonami tworzy jądro atomowe, które przenosi całą masę atomu (99,9%). Zarówno proton, jak i neutron mają masę około 1,67 x 10-24 sol. Ta wartość reprezentuje jednostkę masy atomowej 1 μm.
Neutron zapewnia stabilność jądru atomowego, ponieważ siła jądrowa powoduje jego przyciąganie do elektronów i protonów.
Tylko atom wodoru nie ma neutronów, ponieważ składa się tylko z elektronu krążącego wokół protonu.
Sprawdź w poniższej tabeli abstrakcyjny z informacjami o cząstkach subatomowych.
| Cząstka | Symbol |
Makaron (w jednostce masa atomowa) |
Opłata (w jednostce ładunek elektryczny - u.c.e) |
Lokalizacja |
|---|---|---|---|---|
| Proton | +1 | rdzeń | ||
| Neutron | 0 | rdzeń | ||
| Elektron | -1 | elektrosfera |
Atom w stanie podstawowym jest elektrycznie obojętny, ponieważ liczba protonów jest równa liczbie elektronów, a przeciwne ładunki, dodatni i ujemny, znoszą się nawzajem.
Na przykład sód (Na) ma liczbę atomową 11, to znaczy, że jego jądro ma 11 protonów. W konsekwencji w elektrosferze atomu tego pierwiastka znajduje się 11 elektronów.
Przeczytaj więcej o struktura atomowa.
skład atomu
Jak widzieliśmy, atom tworzy mały i gęsty obszar centralny zwany jądrem, a wokół niego znajduje się elektrosfera, w której znajdują się elektrony, które można podzielić na warstwy elektronowe, podpoziomy energetyczne i orbitale atomowe.
warstwy elektroniczne
atom prezentuje poziomy energii, które odpowiadają siedmiu warstwom wokół jądra, w których znajdują się krążące wokół niego elektrony. Warstwy są nazywane K, L, M, N, O, P i Q.
Każda powłoka może zawierać określoną liczbę elektronów, jak pokazano w poniższej tabeli.
| Poziom energii | warstwa elektroniczna | Maksymalna liczba elektronów |
|---|---|---|
| 1º | K | 2 |
| 2º | L | 8 |
| 3º | M | 18 |
| 4º | N | 32 |
| 5º | O | 32 |
| 6º | P | 18 |
| 7º | Q | 8 |
Na przykład atom helu (He) ma liczbę atomową 2, a zatem ma 2 protony w jądrze. W konsekwencji w elektrosferze atomu znajdują się tylko 2 elektrony, które znajdują się w pierwszej i jedynej powłoce elektronicznej atomu, powłoce K, która odpowiada pierwszemu poziomowi energii.
Podpoziomy energetyczne
Poziomy energii podpoziomy domu, które są reprezentowane przez s, p, d, f. Każdy podpoziom mieści maksymalną liczbę elektronów, która wynosi odpowiednio 2, 6, 10 i 14.
Dzięki tym informacjom można: dystrybucja elektroniczna atomu i znać położenie najbardziej zewnętrznego i najbardziej energetycznego elektronu.
Przykład: Azot (N)
Liczba atomowa: 7
Dystrybucja elektroniczna: 1s2 2s2 2p3
Atom azotu ma dwa poziomy energetyczne, K i L, a jego 7 elektronów zajmuje podpoziomy s i p.
K: s2 = 2 elektrony
L: s2 + p3 = 5 elektronów
Zauważ, że powłoka L może zawierać do 8 elektronów, ale w atomie azotu jest tylko 5 elektronów w tej powłoce.
orbitale atomowe
Orbitale charakteryzują region, w którym istnieje największe prawdopodobieństwo znalezienia elektronu na podpoziomie energii (s, p, d, f) w powłoce elektronicznej (K, L, M, N, O, P, Q).
- s podpoziom: ma 1 orbital, który zawiera do 2 elektronów
- podpoziom p: ma 3 orbitale mieszczące do 6 elektronów
- Podpoziom d: ma 5 orbitali mieszczących do 10 elektronów
- Podpoziom f: ma 7 orbitali mieszczących do 14 elektronów
Używając ponownie azotu jako przykładu i rozmieszczając jego 7 elektronów na orbitalach atomowych, otrzymalibyśmy:
Typy atomów
Obserwując liczbę protonów, neutronów i elektronów możemy porównywać atomy i klasyfikować je na izotopy, izobary i izotony.
Pierwiastek chemiczny można zdefiniować jako grupę atomów o tej samej liczbie protonów. Atomy te nazywane są izotopami, ponieważ mają tę samą liczbę atomową i różne masy.
Na przykład w naturze występują 3 izotopy pierwiastka wodoru (H): prott , deuter
i tryt
.
Atomy różnych pierwiastków chemicznych można sklasyfikować jako izotony, gdy mają różne liczby atomowe i masy, ale tę samą liczbę neutronów.
Izobary to atomy różnych pierwiastków, to znaczy mają różną liczbę atomową, ale tę samą liczbę masową.
Przeczytaj więcej o izotopy, izobary i izotony.
Modele atomowe (modele atomowe)
Grecki filozof Arystoteles (384 rok). DO. - 322 a. C) próbował wyjaśnić budowę wszystkich substancji z żywiołów ziemi, powietrza, ognia i wody.
Demokryt (546 a. C - 460a. C), grecki naukowiec i matematyk, sformułował ideę, że istnieje granica małych cząstek. Powiedział, że staną się tak małe, że nie będzie już można ich dzielić. Nazwał tę cząsteczkę „atomem”.
Przez większą część XIX wieku był to Model atomowy Daltona, angielski naukowiec, który zaproponował teorię atomową, która wykroczyła daleko poza myśl starożytnych.
Teoria ta mówi, że wszystkie substancje składają się z małych niepodzielnych cząstek zwanych atomami, które przypominają kule bilardowe. W miarę postępu badań nad strukturą materii odkryto, że atom tworzą inne małe cząstki zwane subatomowymi.
Wraz z odkryciem elektronu Thomson sformułował model znany jako budyń masy, który opisywał atom jako dodatnią sferę z ujemnie naładowanymi elektronami osadzonymi na jej powierzchni.
Poprzez eksperymenty fizyk Rutherford odkryli, że atom ma puste przestrzenie i elektrony wokół niezwykle małego, dodatniego jądra. Tak więc Rutherford zaproponował model jądrowy do reprezentowania atomu.
Bohr ulepszył model zaproponowany przez Rutherforda, stwierdzając, że elektrony nie obracają się wokół jądra losowo, ale po określonych orbitach. Model ten stał się znany jako planetarium.
Przeczytaj również o:
- Modele atomowe
- Model atomowy Thomsona
- Model atomowy Bohra
- Model atomowy Rutherforda
- Ewolucja modeli atomowych
