Atom 101: Vad är en atom och hur fungerar den?

Atom 101: Vad är en atom och hur fungerar den?

Atom 101: Vad är en atom och hur fungerar den?

En atom är den grundläggande byggstenen i materia. Den består av en kärna som är positivt laddad och ett skal som innehåller de negativt laddade elektronerna. Atomstrukturer är avgörande för att förstå olika vetenskapliga discipliner som kemi, fysik och biologi. I den här artikeln kommer vi att ta en djupgående titt på atomer och ta reda på hur de fungerar.

Vad är en atom?

En atom är den minsta enheten av ett kemiskt grundämne som har alla egenskaper hos grundämnet. Den består av tre huvudkomponenter: protoner, neutroner och elektroner. Protoner har en positiv laddning, neutroner är neutrala och elektroner har en negativ laddning.

Kärnan i en atom ligger i mitten och består av protoner och neutroner. Antalet protoner i kärnan bestämmer vilket kemiskt element atomen tillhör. Till exempel har en väteatom en proton medan en kolatom har sex protoner.

Elektronerna kretsar kring kärnan i olika skal eller energinivåer. Dessa skal eller energinivåer kan var och en hålla ett visst antal elektroner. Det innersta skalet rymmer max två elektroner, nästa skal kan rymma upp till åtta elektroner och så vidare.

Hur fungerar en atom?

De grundläggande krafterna som håller ihop en atom är den elektromagnetiska kraften och kärnkraften. Den elektromagnetiska kraften lockar de positivt laddade protonerna i kärnan till de negativt laddade elektronerna i atomskalet. Samtidigt stöter protonerna i kärnan bort varandra eftersom de alla är positivt laddade. Kärnkraften, å andra sidan, håller ihop protonerna och neutronerna i kärnan och övervinner den elektromagnetiska repulsionen mellan protonerna.

Elektronerna befinner sig inte i fasta banor runt kärnan, utan rör sig snarare i ett område runt kärnan som kallas en "orbital". En orbital kan ses som sannolikhetsfördelningen för att hitta en elektron på en specifik plats runt kärnan.

Ordningen av elektroner i energinivåerna sker i enlighet med kvantmekanikens regler. Elektronerna fyller de innersta skalen eller energinivåerna först innan de går in i de yttre skalen. Detta koncept kallas för "byggnadsprincipen".

Vanliga frågor

1. Vad är en atomkärna?

En atomkärna är den centrala delen av en atom som består av protoner och neutroner. Den bär atomens positiva laddning och innehåller det mesta av atomens massa.

2. Var finns elektronerna?

Elektronerna finns i skalen eller energinivåerna runt kärnan. Varje skal kan hålla ett visst antal elektroner, med de inre skalen som kan hålla färre elektroner än de yttre skalen.

3. Hur bildas atomer?

Atomer kan bildas på olika sätt. En möjlighet är bildandet av atomer genom kemiska reaktioner där atomer utbyter eller delar elektroner för att uppnå stabila konfigurationer. En annan möjlighet är kärnfusion eller fission, där atomer skapas eller bryts ner i kärnreaktioner.

4. Kan atomer förstöras?

Atomer kan inte förstöras eller omvandlas till andra atomer utan att använda kärnreaktioner eller partikelacceleratorer. I normala kemiska reaktioner bryts eller bildas bara bindningarna mellan atomerna, inte själva atomerna.

5. Vilken roll spelar atomer i kemi?

Atomer spelar en central roll i kemin eftersom de är de grundläggande byggstenarna för molekyler och föreningar. Det sätt på vilket atomer interagerar med varandra bestämmer ämnens egenskaper och reaktivitet.

6. När utvecklades atommodellen?

Atommodellen utvecklades i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet. Olika vetenskapsmän som John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford och Niels Bohr bidrog till utvecklingen av atommodellen genom att tillhandahålla experimentella bevis och teoretiska överväganden.

7. Hur klassificeras atomer?

Atomer delas in i element baserat på deras antal protoner i kärnan. Det finns över 100 olika grundämnen, var och en med ett unikt antal protoner och en unik kemisk reaktivitet.

8. Vad är en isotop?

En isotop är en variant av ett grundämne som skiljer sig åt i antalet neutroner i kärnan. Isotoper har samma antal protoner och därför samma kemiska reaktivitet, men olika massatal.

Slutsats

Sammanfattningsvis är atomer materiens grundläggande byggstenar. De består av en kärna som är positivt laddad och elektroner som kretsar runt kärnan. Den elektromagnetiska kraften och kärnkraften håller samman atomen. Atomers egenskaper och reaktivitet bestämmer egenskaperna och reaktiviteten hos kemiska föreningar. Att förstå atomer är avgörande för vår kunskap om kemi, fysik och biologi.