อะตอม: มันคืออะไร โครงสร้าง องค์ประกอบ และแบบจำลองอะตอม

อะตอมเป็นหน่วยพื้นฐานของสสารและเป็นเศษส่วนที่เล็กที่สุดที่สามารถระบุองค์ประกอบทางเคมีได้ เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะ คำว่าอะตอมมาจากภาษากรีกและแปลว่าแบ่งไม่ได้

ประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยนิวตรอนและโปรตอน และอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบนิวเคลียส

โครงสร้างอะตอม

อะตอมประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กเรียกอีกอย่างว่า อนุภาคs: อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน

มวลอะตอมส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในนิวเคลียส ซึ่งเป็นบริเวณที่มีขนาดเล็กและหนาแน่น ปริมาตรที่ใหญ่ที่สุดของมันถูกพบในอิเล็กโตรสเฟียร์ซึ่งเป็นพื้นที่ว่างเนื่องจากอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส

โครงสร้างอะตอม

อิเล็กตรอน

อู๋ อิเล็กตรอน มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ (-1) และแทบไม่มีมวลเลย เนื่องจากมีค่า 9.11 x 10^-28 g e นั้นเล็กกว่ามวลแกนประมาณ 1840 เท่า พวกมันเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่หมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมอย่างรวดเร็ว

อิเล็กตรอนที่พบในบริเวณนอกสุดของอะตอมมีหน้าที่ในการสร้างพันธะเคมีซึ่งเกิดขึ้นจากการบริจาค การรับ หรือการแบ่งอิเล็กตรอน

โปรตอน

อู๋ โปรตอน มันมีประจุไฟฟ้าบวก (+1) ที่มีค่าสัมบูรณ์เท่ากับประจุของอิเล็กตรอน ด้วยวิธีนี้ โปรตอนและอิเล็กตรอนจึงมีแนวโน้มที่จะดึงดูดซึ่งกันและกันด้วยไฟฟ้า

ธาตุเคมีสามารถแยกแยะผ่านโปรตอนได้ เนื่องจากแต่ละอะตอมของธาตุมีจำนวนโปรตอนที่กำหนดไว้ในนิวเคลียสซึ่งเรียกว่า เลขอะตอม.

นิวตรอน

อู๋ นิวตรอน มันไม่มีประจุเลย นั่นคือ เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อรวมกับโปรตอนแล้ว จะสร้างนิวเคลียสของอะตอมซึ่งมีมวลทั้งหมดของอะตอม (99.9%) ทั้งโปรตอนและนิวตรอนมีมวลประมาณ 1.67 x 10^-24 กรัม ค่านี้แสดงถึงหน่วยมวลอะตอม 1 μ

นิวตรอนให้ความเสถียรแก่นิวเคลียสของอะตอม เนื่องจากแรงนิวเคลียร์ทำให้ถูกดึงดูดไปยังอิเล็กตรอนและโปรตอน

มีเพียงอะตอมไฮโดรเจนเท่านั้นที่ไม่มีนิวตรอน ซึ่งประกอบขึ้นจากอิเล็กตรอนที่หมุนรอบโปรตอน

ตรวจสอบตารางด้านล่างสำหรับa บทคัดย่อ พร้อมข้อมูลเกี่ยวกับอนุภาคย่อย

อนุภาค	สัญลักษณ์	พาสต้า (ในหน่วยของ มวลอะตอม)	ค่าใช้จ่าย (ในหน่วยของ ประจุไฟฟ้า - ยูซีอี)	ที่ตั้ง
โปรตอน			+1	แกน
นิวตรอน			0	แกน
อิเล็กตรอน			-1	อิเล็กโทรสเฟียร์

อะตอมในสถานะพื้นจะเป็นกลางทางไฟฟ้า เนื่องจากจำนวนโปรตอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนและประจุตรงข้ามกัน ทั้งบวกและลบ จะตัดกันออกจากกัน

ตัวอย่างเช่นโซเดียม (Na) มีเลขอะตอม 11 นั่นคือนิวเคลียสมี 11 โปรตอน ดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอน 11 ตัวในอิเล็กโตรสเฟียร์ของอะตอมของธาตุนั้น

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ โครงสร้างอะตอม.

องค์ประกอบอะตอม

ดังที่เราได้เห็นแล้ว อะตอมนั้นก่อตัวขึ้นจากบริเวณตรงกลางที่มีขนาดเล็กและหนาแน่นเรียกว่า นิวเคลียส และรอบๆ อะตอมนั้นมี อิเล็กโตรสเฟียร์ซึ่งเป็นที่ตั้งของอิเล็กตรอนซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นชั้นอิเล็กทรอนิกส์ระดับย่อยของพลังงานและ ออร์บิทัลของอะตอม

ชั้นอิเล็กทรอนิกส์

อะตอมนำเสนอ ระดับพลังงานซึ่งสอดคล้องกับเจ็ดชั้นรอบนิวเคลียสและในนั้นคืออิเล็กตรอนที่โคจรรอบมัน เลเยอร์นี้เรียกว่า K, L, M, N, O, P และ Q

แต่ละเปลือกสามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้จำนวนหนึ่ง ดังแสดงในตารางด้านล่าง

ระดับพลังงาน	ชั้นอิเล็กทรอนิกส์	จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุด
1º	K	2
2º	หลี่	8
3º	เอ็ม	18
4º	นู๋	32
5º	อู๋	32
6º	พี	18
7º	คิว	8

ตัวอย่างเช่น อะตอมของฮีเลียม (He) มีเลขอะตอม 2 ดังนั้นจึงมีโปรตอน 2 ตัวในนิวเคลียส ดังนั้นในอิเล็กโตรสเฟียร์ของอะตอมจึงมีอิเล็กตรอนเพียง 2 ตัวซึ่งอยู่ในเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ตัวแรกและตัวเดียวของอะตอมซึ่งเป็นเปลือก K ที่สอดคล้องกับระดับพลังงานแรก

ระดับย่อยของพลังงาน

ระดับพลังงาน ระดับย่อยของบ้าน ซึ่งแสดงโดย s, p, d, f แต่ละระดับย่อยรองรับจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุด ซึ่งก็คือ 2, 6, 10 และ 14 ตามลำดับ

ด้วยข้อมูลนี้ เป็นไปได้ที่จะ การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์ ของอะตอมและทราบตำแหน่งของอิเล็กตรอนที่อยู่นอกสุดและมีพลังมากที่สุด

ตัวอย่าง: ไนโตรเจน (N)

เลขอะตอม: 7
การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์: 1s² 2s² 2p³

อะตอมไนโตรเจนมีระดับพลังงานสองระดับคือ K และ L และอิเล็กตรอน 7 ตัวของอะตอมนั้นครอบครองระดับย่อย s และ p

K: s² = 2 อิเล็กตรอน
ล: ส² + พี³ = 5 อิเล็กตรอน

โปรดทราบว่าเปลือก L สามารถบรรจุได้มากถึง 8 อิเล็กตรอน แต่ในอะตอมไนโตรเจนมีอิเล็กตรอนเพียง 5 ตัวในเปลือกนั้น

ออร์บิทัลอะตอม

ออร์บิทัลเป็นตัวกำหนดลักษณะของบริเวณที่มีแนวโน้มว่าจะพบอิเล็กตรอนมากที่สุดภายในระดับย่อยที่มีพลัง (s, p, d, f) ในเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ (K, L, M, N, O, P, Q)

• s sublevel: มี 1 ออร์บิทัลที่บรรจุอิเล็กตรอนได้ถึง 2 ตัว
• p sublevel: มี 3 ออร์บิทัลที่มีอิเล็กตรอนมากถึง 6 ตัว
• ระดับย่อย d: มี 5 ออร์บิทัลที่มีอิเล็กตรอนมากถึง 10 ตัว
• ระดับย่อย f: มี 7 ออร์บิทัลที่มีอิเล็กตรอนมากถึง 14 ตัว

ใช้ไนโตรเจนอีกครั้งเป็นตัวอย่างและกระจายอิเล็กตรอน 7 ตัวในออร์บิทัลของอะตอม เราจะมี:

ประเภทอะตอม

การสังเกตจำนวนโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน เราสามารถเปรียบเทียบอะตอมและจำแนกได้เป็น ไอโซโทป, ไอโซบาร์ และ ไอโซโทน.

องค์ประกอบทางเคมีสามารถกำหนดเป็นกลุ่มของอะตอมที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน อะตอมเหล่านี้เรียกว่าไอโซโทปเพราะมีเลขอะตอมเท่ากันและมีมวลต่างกัน

ตัวอย่างเช่น ในธรรมชาติมี 3 ไอโซโทปของธาตุไฮโดรเจน (H): protium , ดิวเทอเรียม และไอโซโทป .

อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันสามารถจำแนกเป็นไอโซโทนได้เมื่อมีเลขอะตอมและมวลต่างกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน

ไอโซบาร์เป็นอะตอมของธาตุต่างๆ กล่าวคือ มีเลขอะตอมต่างกัน แต่มีเลขมวลเท่ากัน

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ไอโซโทป ไอโซบาร์ และไอโซโตน.

แบบจำลองอะตอม (แบบจำลองอะตอม)

นักปรัชญาชาวกรีก อริสโตเติล (384 ก. ค. - 322 ก. ค) พยายามอธิบายโครงสร้างของสารทั้งหมดจากธาตุดิน อากาศ ไฟ และน้ำ

เดโมคริตุส (546 ก. ค - 460 ก. C) นักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวกรีก ได้คิดค้นแนวคิดที่ว่าอนุภาคมีขนาดเล็กลง เขาบอกว่าพวกเขาจะเล็กมากจนไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกต่อไป เขาเรียกอนุภาคนี้ว่า "อะตอม"

เกือบตลอดศตวรรษที่ 19 มันคือ Dalton Atomic Modelนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้เสนอทฤษฎีปรมาณูซึ่งไปไกลเกินกว่าความคิดในสมัยโบราณ

ทฤษฎีนี้กล่าวว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่แบ่งแยกไม่ได้เรียกว่าอะตอม ซึ่งจะมีลักษณะเหมือนลูกบิลเลียด จากการศึกษาโครงสร้างของสสารที่ก้าวหน้า พบว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ ที่เรียกว่าอนุภาคย่อยของอะตอม

ด้วยการค้นพบอิเล็กตรอน ทอมสัน เขาสร้างแบบจำลองที่เรียกว่ามวลพุดดิ้ง ซึ่งอธิบายว่าอะตอมเป็นทรงกลมบวกที่มีอิเล็กตรอนที่มีประจุลบฝังอยู่ในผิวของมัน

ผ่านการทดลองนักฟิสิกส์ Rutherford พบว่าอะตอมมีช่องว่างและอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสที่เป็นบวกที่มีขนาดเล็กมาก ดังนั้นรัทเทอร์ฟอร์ดจึงเสนอแบบจำลองนิวเคลียร์เพื่อเป็นตัวแทนของอะตอม

Bohr ปรับปรุงแบบจำลองที่ Rutherford เสนอโดยพบว่าอิเล็กตรอนไม่หมุนรอบนิวเคลียสแบบสุ่ม แต่อยู่ในวงโคจรเฉพาะ โมเดลนี้กลายเป็นที่รู้จักในนามท้องฟ้าจำลอง

อ่านเกี่ยวกับ:

• แบบจำลองอะตอม
• ทอมสันอะตอมโมเดล
• แบบจำลองอะตอมของบอร์
• แบบจำลองอะตอมรัทเธอร์ฟอร์ด
• วิวัฒนาการของแบบจำลองอะตอม