Wyjaśniamy, czym jest atom i jak zbudowana jest każda z jego części. Również jego historia, studia na temat tego i czym jest cząsteczka.
Czym jest atom?
Najmniejsza jednostka, która stanowi materiał.
Słowo atom pochodzi ze starożytnej greki (atom, „Bez podziału”) i został wymyślony przez pierwszych filozofów do teoretyzowania na temat składu rzeczy, czyli elementarnych cząstek wszechświat. Od tego czasu, wraz z pojawieniem się modele atomowe, sposób ich wyobrażenia bardzo się różnił, ponieważ model atomowy przez wieki następował po poprzednim, aż dotarliśmy do tego, którego używamy dzisiaj.
Atomy mają właściwości pierwiastek chemiczny które składają się, a elementy są z kolei uporządkowane i sklasyfikowane według ich liczby atomowe, konfiguracja elektroniczna i właściwości chemiczne w Układ okresowy pierwiastków elementów.
Ten sam pierwiastek chemiczny może składać się z różnych atomów tej samej klasy, to znaczy o tej samej liczbie atomowej (liczba protony że każdy atom ma w elemencie), chociaż ich masy atomowe są różne.
Na przykład istnieją różne atomy tego samego pierwiastka, które różnią się liczbą neutronyi są one nazywane izotopami, reprezentatywnym przypadkiem są izotopy pierwiastka węgla (12C, 13C, 14C). Tak więc każdy atom należy do tego samego pierwiastka chemicznego lub nie, w zależności od liczby protonów, więc atomy o tej samej liczbie protonów należą do tego samego pierwiastka chemicznego.
Jak zbudowany jest atom?
Atomy składają się z jądra i jednego lub więcej elektronów (które mają ładunek ujemny) wokół niego. Jądro składa się z cząstek zwanych protonami i neutronami. Protony są naładowane dodatnio, a neutrony są obojętne. Zbiór protonów i neutronów nazywamy nukleonami.
Protony i elektrony są przyciągane do siebie przez siłę elektromagnetyczną (oddziaływanie naładowanych cząstek z polami elektrycznymi i magnetycznymi), podczas gdy protony i neutrony są przyciągane do siebie przez siłę jądrową (siła doświadczana tylko przez cząstki tworzące jądro atomowe).
Jak atomy się łączą?
Atomy mogą łączyć się ze sobą, tworząc związki chemiczne, co się dzieje, gdy dzielą się swoimi elektronami w taki czy inny sposób. Wiązania chemiczne mogą być kowalencyjny, joński Y metaliczny, z którego powstają kowalencyjne związki molekularne, sieci jonowe lub związki metaliczne (chociaż ważne jest, aby wyjaśnić, że żadne wiązanie chemiczne nie jest absolutnie kowalencyjne ani jonowe). W ten sposób atomy mogą się łączyć, tworząc molekuły prosty jak ten Woda, a także do formowania makrocząsteczki złożony jak białko, DNA Y RNA.
Chociaż atomy różnią się od siebie konfiguracją swoich cząstek, prawdą jest również, że wszystkie atomy tego samego pierwiastka są dokładnie identyczne: atomy wodoru w Słońce Są takie same jak te, które tworzą nasze ciało, a atomy węgla w psim ciele są identyczne jak te, które tworzą diament. Różnica polega na sposobie, w jaki atomy łączą się, tworząc różne związki chemiczne, które tworzą narządy i układy narządów w żywe stworzenia, materiały wytworzone w przemysłi całą materię, z której składa się wszechświat.
Części atomu
Atomy składają się z dwóch zasadniczych części:
- Jądro. Około 99,94% masy atomu jest skupione w jądrze, gdzie protony i neutrony (które razem nazywane są „nukleonami”) są połączone silnymi siłami jądrowymi, co zapobiega odpychaniu się protonów o tych samych parametrach elektrycznych. opłata.
- Orbitale atomowe. Orbital opisuje obszar przestrzeni otaczającej jądro atomowe, w którym prawdopodobieństwo znalezienie elektronu jest bardzo wysokie. Regiony te mają różne formy, które otrzymuje się w wyniku rozwiązania stacjonarnego równania Schrödingera. Erwin Schrödinger był austriackim naukowcem, który opracował to równanie w 1925 roku, aby obliczyć ewolucję cząstki subatomowej, takiej jak elektrony. W ten sposób elektrony tworzą rodzaj „chmury” wokół jądra, którą reprezentuje kształt orbitali atomowych. Z drugiej strony, każdy orbital atomowy odpowiada określonej wartości energetycznej elektronów, więc są one zorganizowane zgodnie z ich wartościami energetycznymi. Poniższy rysunek przedstawia kształty pierwszych orbitali atomowych:
Historia atomu
Jako pierwszy sformułował ideę istnienia atomów grecki filozof Demokryt (s.V-VI pne) z czysto urojonych spekulacji (jak wówczas rozumiano naukę).
Jego badania podjęli późniejsi filozofowie, tacy jak Leucippus i Epicurus, ale zostało to zaniedbane podczas średniowieczny, w cieniu kreacjonistycznego wyjaśnienia świata, które wszystko przypisywało Bogu.
Musieliśmy czekać aż do 1773 roku, kiedy francuski chemik Antoine de Lavoisier postulował swoją teorię o niestworzeniu lub zniszczeniu materii (tylko przekształca) lub Prawo zachowania masy, co pozwoliło Johnowi Daltonowi sformułować pierwszą współczesną teorię atomową w 1804 roku.
Kolejni uczeni fizyczny i chemia zainspirowali się jego pracą, aby zaproponować lepsze i bardziej złożone systemy do zrozumienia podstawowych cząstek materii. Następnie zaproponowano nowe modele atomowe, aż do tych, które są obecnie najczęściej używane.
Współczesna akceptowana struktura to ta wywodząca się z eksperymenty Rutherforda w 1911 r., wraz ze sformułowaniami Nielsa Bohra, Schrödingera i Heisenberga.
Cząsteczka
Cząsteczka jest znana jako połączenie dwóch lub więcej atomów poprzez wiązania chemiczne, tworząc bardziej złożoną i elektrycznie obojętną strukturę. Wiązania chemiczne mogą być kowalencyjne lub jonowe.
Cząsteczki mogą składać się z atomów tego samego pierwiastka chemicznego, na przykład cząsteczki tlenu (O2), lub atomów różnych pierwiastków chemicznych, na przykład cząsteczki glukozy. Gazy jednoatomowe, na przykład hel (He), są również uważane za cząsteczki.