Osnovne informacije o strukturi atoma: značilnosti, značilnosti in formula

Atom je najmanjši del kemične snovi, ki je sposoben ohraniti njegove lastnosti. Beseda "atom" prihaja iz starodavnih grških "atomov", kar pomeni "nedeljivo". Glede na to, koliko in kateri delci so v atomu, je mogoče določiti kemični element

Na kratko o strukturi atoma

Kako lahko na kratko navedem glavne informacije o strukturo atoma? Atom je delec z enim jedrom, ki je pozitivno napolnjen. Okoli tega jedra je negativno napolnjen oblak elektronov. Vsak atom v normalnem stanju je nevtralen. Velikost tega delca se lahko v celoti določi z velikostjo elektronskega oblaka, ki obdaja jedro.

Sama jedra pa je prav tako sestavljena iz manjših delcev - protonov in nevtronov. Protoni se pozitivno napolnijo. Nevtroni ne nosijo ničesar. Vendar pa se protoni skupaj z nevtroni združujeta v eno kategorijo in se imenujejo nukleoni. Če so na kratko potrebni osnovni podatki o strukturi atoma, so lahko te informacije omejene na navedene podatke.

Prve informacije o atomu

Okoli istega, da lahko zadevo sestavljajo majhni delci, so tudi starši Grki domnevali. Verjeli so, da je vse, kar obstaja, sestavljeno iz atomov. Vendar pa je bil tak pogled zgolj filozofski in ga ni mogoče razlagati znanstveno.

Prve osnovne informacije o strukturi atoma je prejel angleški znanstvenik John Dalton. Ta raziskovalec je lahko odkril, da lahko dve kemični elementi vstopita v različne stopnje, vsaka taka kombinacija pa bi bila nova snov. Na primer, osem delov kisikovega elementa ustvarja ogljikov dioksid. Štiri dele kisika so ogljikov monoksid.

Leta 1803 je Dalton odkril tako imenovani zakon večkratnih odnosov v kemiji. S pomočjo indirektnih meritev (ker v takratnih mikroskopih ni bilo mogoče upoštevati nobenega atoma), je Dalton zaključil o relativni masi atomov.

Raziskave Rutherforda

Skoraj stoletje kasneje so osnovne podatke o strukturi atomov potrdili še en angleški kemik - Ernest Rutherford. Znanstvenik je predlagal model elektronske lupine najmanjših delcev.

V tistem času, Rutherford imenuje "planetarni model atoma" je bil eden od najpomembnejših korakov, ki bi lahko naredil kemijo. Osnovne informacije o atomski strukturi je pokazala, da je podoben solarni sistem: okoli jedra v natančno določenih orbitah vrtijo elektroni delci, prav tako kot planeti.

Elektronska lupina atomov in formule atomov kemijskih elementov

Elektronska lupina vsakega od atomov vsebuje točno toliko elektronov, kot jih ima v protonskem jedru. Zato je atom nevtralen. Leta 1913 je drugi znanstvenik prejel osnovne informacije o strukturi atoma. Formula Niels Bohr je bila podobna tisti, ki je prejela Rutherford. Po njegovem pojmovanju se elektroni vrtijo okoli jedra, ki se nahaja v sredini. Bor prefinjeno Rutherfordovo teorijo, uvaja harmonijo v njene dejstva.

Že tedaj so bile izdelane formule nekaterih kemičnih snovi. Na primer, shematično je struktura atoma dušika označena kot 1s²2s²2p³, struktura natrijevega atoma je izražena s formulo 1s²2s²2p⁶3s¹. Skozi te formule lahko vidite, koliko elektronov se giblje vzdolž vsake od orbitalov kemične snovi.

Model Schrodingerja

Vendar je ta atomski model zastarel. Osnovne informacije o strukturi atoma, znanem v današnjem času znanosti, so v veliki meri na voljo zaradi raziskav avstrijskega fizika E. Schrödinger.

Predlagal je nov model svoje strukture - val. Do takrat so znanstveniki že dokazali, da je elektron obdarjen ne le z naravo delca, ampak ima lastnosti vala.

Vendar pa imajo modeli Schrödinger in Rutherford tudi splošne določbe. Njihove teorije so podobne, ker na nekaterih ravneh obstajajo elektroni.

Takšne ravni se imenujejo tudi elektronske plasti. Z uporabo številke nivoja lahko zaznamo energijo elektronov. Višja plast, več energije ima. Vse ravni se štejejo od spodaj navzgor, tako da številka nivoja ustreza njegovi energiji. Vsaka od plasti v elektronski lupini atoma ima svoje podvoje. Zato se na prvi stopnji lahko eden podsloj, drugi - dva, tretji - (., Glej zgoraj navedeno formulo elektronski dušika in natrijeve soli) tri in tako naprej.

Še manjši delci

Na tej točki, je seveda vidni tudi manjše delce od elektronov, protona in nevtrona. Znano je, da proton sestoji iz kvarkov. Obstajajo tudi manjše delce vesolja - kot nevtrinov, ki po velikosti je stokrat manjša od skute in milijardo-krat manjša kot protona.

Nevtrinji so tako majhni delci, da je to desetkrat več kot septilijon krat manjša kot na primer tiranozaver. Sama tiranozavra je prav toliko manjša od celotnega opazovanega vesolja.

Osnovne informacije o strukturi atoma: radioaktivnost

Vedno je bilo znano, da nobena kemična reakcija ne more preoblikovati enega elementa v drugega. Toda v procesu radioaktivnega sevanja se to zgodi spontano.

Radioaktivnost je zmožnost atomskih jeder, da se preoblikujejo v druge jedre - bolj stabilne. Ko ljudje dobijo osnovne informacije o strukturi atomov, bi lahko izotopi do neke mere služili kot utelešenje sanj srednjeveških alkimistov.

Med razpadom izotopov se oddaja radioaktivno sevanje. Takšen pojav je prvič odkril Becquerel. Glavna oblika radioaktivnega sevanja je alfa razpad. Z njim se sprosti alfa delec. Prav tako obstaja beta-razpad, v katerem se beta-delec oddaja iz jedra atomov.

Naravni in umetni izotopi

Trenutno je znanih približno 40 naravnih izotopov. Večina jih je v treh kategorijah: uran-radij, torij in aktinium. Vsi ti izotopi lahko najdemo v naravi - v kamninah, tleh, zraku. Toda poleg njih je tudi okoli tisoč umetno izpeljanih izotopov, ki jih dobimo v jedrskih reaktorjih. Veliko njihovih izotopov se uporablja v medicini, zlasti pri diagnostiki.

Razmerje znotraj atoma

Če si predstavljate atom, katerega velikost bo primerljiva z velikostjo mednarodnega športnega stadiona, lahko vizualno pridobite naslednje deleže. Elektroni atoma na takem "stadionu" bodo na samem vrhu stojala. Vsaka od njih bo manjša od glave čepa. Nato se jedro nahaja v središču tega polja, njegova velikost pa ne bo večja od velikosti graha.

Včasih ljudje postavljajo vprašanje, kako atom res izgleda. Pravzaprav dobesedno ne gleda na noben način - ne zaradi tega, ker se v znanosti ne uporabljajo dovolj mikroskopi. Dimenzije atoma so na tistih področjih, kjer pojem "vidljivost" preprosto ne obstaja.

Atomi imajo zelo majhne dimenzije. Toda kako majhne so te dimenzije zares? Dejstvo je, da najmanjša, komaj opazna zrna človeškega očesa vsebuje približno en kvintilon atomov.

Če si predstavljamo atom te velikosti, ki bi se lahko prilegal v človeško roko, potem bi poleg njega obstajali tudi virusi dolžine 300 metrov. Bakterije bi imele dolžino 3 km, debelina človeških las pa bi bila enaka 150 km. V ležečem položaju je lahko presegel meje zemeljskega ozračja. In če bi bili taki razmerji resnični, bi lahko človeške lase dosegle lunino v dolžino. To je tako neugoden in zanimiv atom, katerega študija nadaljuje študij do danes.