Atom 101: Co to jest atom i jak działa?

Atom 101: Co to jest atom i jak działa?

Atom 101: Co to jest atom i jak działa?

Atom jest podstawowym budulcem materii. Składa się z dodatnio naładowanego rdzenia i powłoki zawierającej ujemnie naładowane elektrony. Struktury atomowe mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia różnych dyscyplin naukowych, takich jak chemia, fizyka i biologia. W tym artykule szczegółowo przyjrzymy się atomom i dowiemy się, jak działają.

Co to jest atom?

Atom to najmniejsza jednostka pierwiastka chemicznego, która ma wszystkie właściwości pierwiastka. Składa się z trzech głównych składników: protonów, neutronów i elektronów. Protony mają ładunek dodatni, neutrony są obojętne, a elektrony mają ładunek ujemny.

Jądro atomu znajduje się w środku i składa się z protonów i neutronów. Liczba protonów w jądrze określa pierwiastek chemiczny, do którego należy atom. Na przykład atom wodoru ma jeden proton, podczas gdy atom węgla ma sześć protonów.

Elektrony krążą wokół jądra na różnych powłokach lub poziomach energii. Każda z tych powłok lub poziomów energii może pomieścić określoną liczbę elektronów. Najbardziej wewnętrzna powłoka może pomieścić maksymalnie dwa elektrony, następna powłoka może pomieścić do ośmiu elektronów i tak dalej.

Jak działa atom?

Podstawowe siły utrzymujące atom razem to siła elektromagnetyczna i siła jądrowa. Siła elektromagnetyczna przyciąga dodatnio naładowane protony w jądrze do ujemnie naładowanych elektronów w powłoce atomowej. Jednocześnie protony w jądrze odpychają się, ponieważ wszystkie są naładowane dodatnio. Z drugiej strony siła jądrowa utrzymuje razem protony i neutrony w jądrze i pokonuje odpychanie elektromagnetyczne między protonami.

Elektrony nie krążą po stałych orbitach wokół jądra, lecz poruszają się po obszarze wokół jądra zwanym „orbitalem”. Orbital można traktować jako rozkład prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w określonym miejscu wokół jądra.

Rozmieszczenie elektronów na poziomach energetycznych następuje zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej. Elektrony najpierw wypełniają najbardziej wewnętrzne powłoki lub poziomy energii, zanim wejdą na powłoki zewnętrzne. Koncepcja ta nazywana jest „zasadą budowania”.

Często zadawane pytania

1. Co to jest jądro atomowe?

Jądro atomowe to centralna część atomu zbudowana z protonów i neutronów. Przenosi ładunek dodatni atomu i zawiera większość masy atomu.

2. Gdzie są elektrony?

Elektrony znajdują się na powłokach lub poziomach energii wokół jądra. Każda powłoka może pomieścić określoną liczbę elektronów, przy czym powłoki wewnętrzne mogą pomieścić mniej elektronów niż powłoki zewnętrzne.

3. Jak powstają atomy?

Atomy mogą powstawać na różne sposoby. Jedną z możliwości jest tworzenie atomów w wyniku reakcji chemicznych, podczas których atomy wymieniają lub dzielą elektrony, aby osiągnąć stabilne konfiguracje. Inną możliwością jest fuzja lub rozszczepienie jądrowe, podczas którego atomy powstają lub rozkładają się w reakcjach jądrowych.

4. Czy atomy można zniszczyć?

Atomy nie mogą zostać zniszczone ani przekształcone w inne atomy bez użycia reakcji jądrowych lub akceleratorów cząstek. W normalnych reakcjach chemicznych rozrywane lub tworzone są tylko wiązania między atomami, a nie same atomy.

5. Jaką rolę odgrywają atomy w chemii?

Atomy odgrywają kluczową rolę w chemii, ponieważ są podstawowymi elementami budulcowymi cząsteczek i związków. Sposób, w jaki atomy oddziałują ze sobą, determinuje właściwości i reaktywność substancji.

6. Kiedy powstał model atomu?

Model atomu powstał na przełomie XIX i XX wieku. Różni naukowcy, tacy jak John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford i Niels Bohr wnieśli wkład w rozwój modelu atomowego, dostarczając dowodów eksperymentalnych i rozważań teoretycznych.

7. Jak klasyfikuje się atomy?

Atomy dzieli się na pierwiastki na podstawie liczby protonów w jądrze. Istnieje ponad 100 różnych pierwiastków, każdy z unikalną liczbą protonów i unikalną reaktywnością chemiczną.

8. Co to jest izotop?

Izotop to odmiana pierwiastka różniąca się liczbą neutronów w jądrze. Izotopy mają tę samą liczbę protonów, a zatem tę samą reaktywność chemiczną, ale różne liczby masowe.

Wniosek

Podsumowując, atomy są podstawowymi elementami budującymi materię. Składają się z jądra naładowanego dodatnio i elektronów krążących wokół jądra. Siła elektromagnetyczna i siła jądrowa utrzymują atom razem. Właściwości i reaktywność atomów określają właściwości i reaktywność związków chemicznych. Zrozumienie atomów ma kluczowe znaczenie dla naszej wiedzy z zakresu chemii, fizyki i biologii.