Atom je temeljna enota snovi in najmanjša frakcija, ki lahko identificira kemični element, saj ima svojo identiteto. Izraz atom izhaja iz grščine in pomeni nedeljiv.
Sestavljen je iz jedra, ki vsebuje nevtrone in protone, ter elektronov, ki obkrožajo jedro.
struktura atoma
Atom je sestavljen iz majhnih delcev, imenovanih tudi subatomskih delcevs: elektroni, protoni in nevtroni.
Večina atomske mase je skoncentrirana v jedru, majhnem, gosto območju. Njegov največji volumen najdemo v elektrosferi, kraju praznih prostorov, ko elektroni krožijo okoli jedra.
elektroni
O elektrona ima negativni električni naboj (-1) in skoraj nič mase, saj ima vrednost 9,11 x 10-28 g e je približno 1840 krat manjša od mase jedra. So drobni delci, ki se zelo hitro vrtijo okoli atomskega jedra.
Elektroni, ki jih najdemo v najbolj oddaljenih predelih atoma, so odgovorni za tvorbo kemičnih vezi, ki nastanejo z darovanjem, sprejemom ali izmenjavo elektronov.
protoni
O protona ima pozitiven električni naboj (+1) enake absolutne vrednosti kot naboj na elektronih. Na ta način se protona in elektrona običajno električno privlačita.
Preko protonov je mogoče razlikovati kemične elemente, ker ima vsak atom elementa v jedru določeno število protonov, ki se imenuje atomsko število.
nevtroni
O nevtron sploh nima naboja, torej je električno nevtralna. Skupaj s protoni tvori atomsko jedro, ki nosi celotno maso atoma (99,9%). Tako proton kot nevtron imata maso približno 1,67 x 10-24 g. Ta vrednost predstavlja 1 μ atomsko masno enoto.
Nevtron atomskemu jedru zagotavlja stabilnost, saj jedrska sila povzroči, da ga privlačijo elektroni in protoni.
Le atom vodika nima nevtronov, saj je sestavljen iz samo elektrona, ki se vrti okoli protona.
Preverite spodnjo tabelo za a povzetek z informacijami o subatomskih delcih.
| Delci | Simbol |
Testenine (v enoti atomska masa) |
Napolniti (v enoti električni naboj - u.c.e) |
Lokacija |
|---|---|---|---|---|
| Proton | +1 | jedro | ||
| Neutron | 0 | jedro | ||
| Electron | -1 | elektrosfera |
Atom v osnovnem stanju je električno nevtralen, saj je število protonov enako številu elektronov in nasprotni naboji, pozitivni in negativni, se med seboj izničita.
Na primer, natrij (Na) ima atomsko številko 11, to je njegovo jedro 11 protonov. Posledično je v elektrosferi atoma tega elementa 11 elektronov.
Preberite več o atomska zgradba.
sestava atomov
Kot smo videli, atom tvori majhno in gosto osrednje območje, imenovano jedro, okoli njega pa je elektrosfera, kjer se nahajajo elektroni, ki jih lahko razdelimo na elektronske plasti, energijske podravne in atomske orbitale.
elektronske plasti
atom predstavlja ravni energije, ki ustrezajo sedmim slojem okoli jedra in v njih so elektroni, ki krožijo okoli njega. Plasti se imenujejo K, L, M, N, O, P in Q.
Vsaka lupina lahko vsebuje določeno število elektronov, kot je prikazano v spodnji tabeli.
| Raven energije | elektronski sloj | Največje število elektronov |
|---|---|---|
| 1º | K | 2 |
| 2º | L | 8 |
| 3º | M | 18 |
| 4º | N | 32 |
| 5º | O | 32 |
| 6º | P | 18 |
| 7º | V | 8 |
Na primer, atom helija (He) ima atomsko številko 2 in ima zato v jedru 2 protona. Posledično sta v elektrosferi atoma le dva elektrona, ki se nahajata v prvi in edini elektronski lupini atoma, K lupini, ki ustreza prvi energijski ravni.
Energijski podravni
Na nivojih energije so podnivoji, ki jih predstavljajo s, p, d, f. Vsak podnivo sprejme največje število elektronov, to je 2, 6, 10 in 14.
S temi informacijami je mogoče elektronska distribucija atoma in vemo, kje je najbolj oddaljen in najbolj energičen elektron.
Primer: Dušik (N)
Atomska številka: 7
Elektronska distribucija: 1 s2 2 s2 2p3
Atom dušika ima dve energijski ravni, K in L, njegovih 7 elektronov pa zaseda s in p podravni.
K: s2 = 2 elektrona
L: s2 + str3 = 5 elektronov
Upoštevajte, da lahko lupina L vsebuje do 8 elektronov, vendar je v dušikovem atomu v tej lupini le 5 elektronov.
atomske orbitale
Orbitale označujejo regijo, ki bo najverjetneje našla elektron v energetskem podnivu (s, p, d, f) v elektronski lupini (K, L, M, N, O, P, Q).
- s podnivo: ima 1 orbitalo, ki vsebuje do 2 elektrona
- p podnivo: ima 3 orbitale, v katerih je do 6 elektronov
- Podnivo d: ima 5 orbital, v katerih je do 10 elektronov
- Podnivo f: ima 7 orbital, v katerih je do 14 elektronov
Če znova uporabimo dušik kot primer in njegovih 7 elektronov porazdelimo v atomske orbitale, bi imeli:
Vrste atomov
Z opazovanjem števila protonov, nevtronov in elektronov lahko primerjamo atome in jih razvrstimo izotopi, izobare in izotoni.
Kemični element lahko definiramo kot skupino atomov z enakim številom protonov. Ti atomi se imenujejo izotopi, ker imajo enako atomsko število in različne mase.
Na primer, v naravi obstajajo 3 izotopi elementa vodik (H): protium , devterij
in tritij
.
Atome različnih kemičnih elementov lahko razvrstimo kot izotone, če imajo različna atomska števila in mase, vendar enako število nevtronov.
Izobari so atomi različnih elementov, torej imajo različno atomsko število, vendar enako masno število.
Preberite več o izotopi, izobari in izotoni.
Atomski modeli (atomski modeli)
Grški filozof Aristotel (384 a. Ç. - 322 a. C) poskušal razložiti sestavo vseh snovi iz elementov zemlje, zraka, ognja in vode.
Demokrit (546 let po C - 460 a. C), grški znanstvenik in matematik, je oblikoval idejo, da obstaja majhnost delcev. Rekel je, da bodo postali tako majhni, da jih ne bo več mogoče deliti. Ta delec je imenoval "atom".
Večino 19. stoletja je bila Daltonov atomski model, Angleški znanstvenik, ki je predlagal atomsko teorijo, ki je daleč presegala misli starih.
Ta teorija je dejala, da so vse snovi sestavljene iz majhnih nedeljivih delcev, imenovanih atomi, ki bi bili podobni biljardnim kroglicam. Z napredovanjem študij o strukturi snovi so ugotovili, da atom tvorijo drugi majhni delci, imenovani subatomski delci.
Z odkritjem elektrona, thomson oblikoval je model, znan kot masni puding, ki je atom opisal kot pozitivno kroglo z negativno nabitimi elektroni, vgrajenimi v njegovo površino.
S poskusi je fizik Rutherford ugotovili, da ima atom praznine in elektrone okoli izredno majhnega, pozitivnega jedra. Tako je Rutherford predlagal jedrski model, ki predstavlja atom.
Bohr izboljšal model, ki ga je predlagal Rutherford, z ugotovitvijo, da se elektroni ne vrtijo okoli jedra naključno, temveč v določenih orbitah. Ta model je postal znan kot planetarij.
Preberite tudi o:
- Atomski modeli
- Thomson-ov atomski model
- Bohrov atomski model
- Rutherfordov atomski model
- Evolucija atomskih modelov
