Atomen är materiens grundläggande enhet och den minsta fraktionen som kan identifiera ett kemiskt grundämne, eftersom den har sin identitet. Termen atom härstammar från grekiska och betyder odelbar.
Den består av en kärna, som innehåller neutroner och protoner, och elektroner som omger kärnan.
atomstruktur
Atomen bildas av små partiklar, även kallade subatomära partiklars: elektroner, protoner och neutroner.
Merparten av atommassan är koncentrerad i kärnan, en liten, tät region. Dess största volym finns i elektrosfären, en plats för tomma utrymmen, eftersom elektroner kretsar runt kärnan.
elektroner
O elektron den har en negativ elektrisk laddning (-1) och nästan ingen massa, eftersom dess värde är 9,11 x 10-28 g och är ungefär 1840 gånger mindre än kärnmassan. De är små partiklar som snurrar mycket snabbt runt atomkärnan.
Elektronerna som finns i atomens yttersta områden är ansvariga för bildandet av kemiska bindningar som sker genom donation, mottagning eller delning av elektroner.
protoner
O proton den har en positiv elektrisk laddning (+1) av samma absoluta värde som laddningen på elektronerna. På detta sätt tenderar en proton och en elektron att locka varandra elektriskt.
Genom protoner är det möjligt att skilja de kemiska elementen, eftersom varje atom i ett element har ett definierat antal protoner i sin kärna, som kallas atomnummer.
neutroner
O neutron den har ingen laddning alls, det vill säga den är elektriskt neutral. Tillsammans med protonerna bildar den atomkärnan, som bär hela atomens massa (99,9%). Både protonen och neutronen har ungefär massan av 1,67 x 10-24 g. Detta värde representerar en 1 μ atommasseenhet.
Neutronen ger atomkärnan stabilitet, eftersom kärnkraften får den att lockas till elektroner och protoner.
Endast väteatomen har inga neutroner, de består bara av en elektron som kretsar kring en proton.
Kontrollera tabellen nedan för a abstrakt med information om subatomära partiklar.
| Partikel | Symbol |
Pasta (i enhet av atomisk massa) |
Avgift (i enhet av elektrisk laddning - u.c.e) |
Plats |
|---|---|---|---|---|
| Proton | +1 | kärna | ||
| Neutron | 0 | kärna | ||
| Elektron | -1 | elektrosfär |
En atom i sitt jordtillstånd är elektriskt neutral, eftersom antalet protoner är lika med antalet elektroner och motsatta laddningar, positiva och negativa, avbryter varandra.
Till exempel har natrium (Na) atomnummer 11, det vill säga dess kärna har 11 protoner. Följaktligen finns det 11 elektroner i elektrosfären av en atom av det elementet.
Läs mer om atomstruktur.
atomsammansättning
Som vi har sett bildas atomen av en liten och tät mittregion som kallas kärnan och runt den finns en elektrosfär, där elektronerna finns, vilka kan delas in i elektroniska lager, energinivåer och atomorbitaler.
elektroniska lager
Atomen presenterar energinivåer, som motsvarar sju lager runt en kärna och i dem finns elektronerna som kretsar kring den. Skikten kallas K, L, M, N, O, P och Q.
Varje skal kan innehålla ett visst antal elektroner, som visas i tabellen nedan.
| Energinivå | elektroniskt lager | Maximalt antal elektroner |
|---|---|---|
| 1º | K | 2 |
| 2º | L | 8 |
| 3º | M | 18 |
| 4º | N | 32 |
| 5º | O | 32 |
| 6º | P | 18 |
| 7º | F | 8 |
Heliumatomen (He) har till exempel atomnummer 2 och har därför 2 protoner i kärnan. Följaktligen finns det i atomens elektrosfär endast två elektroner, som är belägna i atomens första och enda elektroniska skal, K-skalet som motsvarar den första energinivån.
Undernivåer för energi
Energinivåer innehåller undernivåer, som representeras av s, p, d, f. Varje delnivå rymmer ett maximalt antal elektroner, vilka är respektive 2, 6, 10 och 14.
Med denna information är det möjligt att elektronisk distribution av en atom och känner till platsen för den yttersta och mest energiska elektronen.
Exempel: Kväve (N)
Atomnummer: 7
Elektronisk distribution: 1s2 2s2 2p3
Kväveatomen har två energinivåer, K och L, och dess 7 elektroner upptar s- och p-undernivåerna.
K: s2 = 2 elektroner
L: s2 + s3 = 5 elektroner
Observera att L-skalet kan innehålla upp till 8 elektroner, men i kväveatomen finns det bara 5 elektroner i det skalet.
atomorbitaler
Orbitaler karaktäriserar den region som mest sannolikt kommer att hitta en elektron i ett energinivå (s, p, d, f) i ett elektroniskt skal (K, L, M, N, O, P, Q).
- s undernivå: har 1 orbital som rymmer upp till 2 elektroner
- p undernivå: har 3 orbitaler som rymmer upp till 6 elektroner
- Undernivå d: har 5 orbitaler som rymmer upp till 10 elektroner
- Undernivå f: har 7 orbitaler som rymmer upp till 14 elektroner
Med hjälp av kväve igen som ett exempel och fördelning av dess 7 elektroner i atomorbitaler skulle vi ha:
Atomtyper
Genom att observera antalet protoner, neutroner och elektroner kan vi jämföra atomer och klassificera dem i isotoper, isobar och isotoner.
Ett kemiskt element kan definieras som en grupp atomer med samma antal protoner. Dessa atomer kallas isotoper eftersom de har samma atomnummer och olika massor.
Till exempel finns det i naturen tre isotoper av grundämnet väte (H): protium , deuterium
och tritium
.
Atomer med olika kemiska element kan klassificeras som isotoner när de har olika atomnummer och massa, men samma antal neutroner.
Isobar är atomer med olika element, det vill säga de har ett annat atomnummer men samma massnummer.
Läs mer om isotoper, isobar och isotoner.
Atommodeller (atommodeller)
Den grekiska filosofen Aristoteles (384 a. Ç. - 322 a. C) försökte förklara sammansättningen av alla ämnen från elementen jord, luft, eld och vatten.
Democritus (546 a. C - 460 a. C), en grekisk forskare och matematiker, formulerade idén att det fanns en gräns för partiklarnas småhet. Han sa att de skulle bli så små att de inte längre kunde delas. Han kallade denna partikel en ”atom”.
Under större delen av 1800-talet var det Dalton Atomic Model, Engelsk forskare, som föreslog atomteorin, som gick långt bortom de forntida tankarna.
Denna teori sa att alla ämnen består av små odelbara partiklar som kallas atomer, vilket skulle vara som biljardbollar. När studier av materiens struktur avancerade upptäcktes att atomen bildas av andra små partiklar som kallas subatomära partiklar.
Med upptäckten av elektronen, thomson han formulerade modellen känd som masspudding, som beskrev atomen som en positiv sfär med negativt laddade elektroner inbäddade i dess yta.
Genom experiment fysikern Rutherford fann att atomen hade tomrum och elektroner runt en extremt liten, positiv kärna. Således föreslog Rutherford att kärnkraftsmodellen skulle representera atomen.
Bohr förbättrade modellen föreslagen av Rutherford genom att upptäcka att elektroner inte roterar slumpmässigt runt kärnan utan i specifika banor. Denna modell blev känd som planetarium.
Läs också om:
- Atomic modeller
- Thomson Atomic Model
- Bohrs atommodell
- Rutherford Atomic Model
- Utvecklingen av atommodeller
