Satu atom adalah unit yang paling kecil zarah yang sedia ada sebagai bahan mudah, dapat campur tangan dalam gabungan kimia. Selama berabad-abad, pengetahuan yang terbatas tentang atom, hanyalah subjek dugaan dan andaian, sehingga data konkrit tidak dapat diperoleh sampai bertahun-tahun kemudian. Pada abad ke-18 dan ke-19, saintis Inggeris John Dalton mencadangkan kewujudan atom sebagai unit yang sangat kecil, yang mana semua jasadnya akan tersusun, dan memberikannya jisim dan melambangkannya sebagai sfera yang padat dan tidak dapat dipisahkan.
Apa itu atom
Isi kandungan
Ini adalah satuan minimum bahan, yang terdiri daripada pepejal, cecair dan gas. Atom dikelompokkan bersama, dapat menjadi jenis yang sama atau berbeza, untuk membentuk molekul, yang pada gilirannya merupakan perkara yang terdiri dari badan-badan yang ada. Walau bagaimanapun, para saintis telah menentukan bahawa hanya 5% bahan di alam semesta terdiri dari atom, kerana bahan gelap (yang menempati lebih dari 20% alam semesta) terdiri daripada zarah yang tidak diketahui, dan juga tenaga gelap yang menduduki 70%).
Namanya berasal dari atom Latin, yang bermaksud "tidak dapat dipisahkan", dan mereka yang memberikannya istilah ini adalah ahli falsafah Yunani Democritus (460-370 SM) dan Epicurus (341-270 SM).
Ahli-ahli falsafah ini, yang tanpa bereksperimen, dalam mencari jawapan kepada persoalan tentang apa yang kita susun dan penjelasan mengenai realiti, menyimpulkan bahawa mustahil untuk membagi materi tanpa batas, bahawa mesti ada "puncak", yang bermaksud bahawa ia akan mencapai had minimum dari semua perkara yang terdiri. Mereka menyebut ini "puncak" sebagai atom, kerana zarah minimum itu tidak lagi dapat dibahagi dan alam semesta akan terdiri dari itu. Perlu ditambah bahawa konsep ini masih terpelihara hingga kini ketika membicarakan tentang apa itu atom.
Ini terdiri dari inti, di mana terdapat sekurang-kurangnya satu proton dan jumlah neutron yang sama (yang kesatuannya disebut "nukleon), dan sekurang-kurangnya 99.94% jisimnya terdapat di inti tersebut. Selebihnya 0,06% terdiri daripada elektron yang mengorbit nukleus. Sekiranya bilangan elektron dan proton adalah sama, atom itu tidak elektrik; jika ia mempunyai lebih banyak elektron daripada proton, casnya akan negatif dan ditentukan sebagai anion; dan jika bilangan proton melebihi elektron, casnya akan positif, dan disebut kation.
Ukurannya sangat kecil (kira-kira sepuluh ribu juta meter) sehingga jika objek dibahagi beberapa kali, tidak akan ada lagi bahan yang terbuat dari itu, tetapi atom unsur-unsur itu akan tetap ada. secara gabungan, mereka membentuknya, dan ini hampir tidak dapat dilihat. Namun, tidak semua jenis atom memiliki bentuk dan ukuran yang sama, kerana akan bergantung pada beberapa faktor.
Unsur atom
Atom mempunyai komponen lain yang menjadikannya disebut zarah subatom, yang tidak dapat wujud secara bebas, kecuali dalam keadaan khas dan terkawal. Zarah-zarah ini adalah: elektron, yang mempunyai muatan negatif; proton, yang dikenakan positif; dan neutron, yang casnya sama, yang menjadikannya neutral elektrik. Proton dan neutron dijumpai di nukleus (pusat) atom, membentuk apa yang dikenali sebagai nukleon, dan elektron mengorbit nukleus.
Proton
Zarah ini terdapat di nukleus atom, membentuk sebahagian daripada nukleon, dan casnya positif. Mereka menyumbang sekitar 50% jisim atom, dan jisimnya bersamaan dengan 1836 kali daripada elektron. Walau bagaimanapun, mereka mempunyai jisim yang sedikit lebih sedikit daripada neutron. Proton bukan zarah unsur, kerana terdiri daripada tiga quark (yang merupakan jenis fermion, salah satu daripada dua zarah unsur yang ada).
Bilangan proton dalam atom sangat menentukan dalam menentukan jenis unsur. Sebagai contoh, atom karbon mempunyai enam proton, sementara atom hidrogen hanya mempunyai satu proton.
Elektron
Mereka adalah zarah - zarah negatif yang mengorbit inti atom. Jisimnya sangat kecil sehingga dianggap boleh guna. Biasanya, bilangan elektron dalam atom sama dengan proton, jadi kedua-dua cas itu saling membatalkan.
Elektron atom yang berlainan dihubungkan oleh daya Coulomb (elektrostatik), dan apabila dikongsi dan ditukar dari satu atom ke atom yang lain, ia menyebabkan ikatan kimia. Terdapat elektron yang boleh bebas, tanpa melekat pada atom apa pun; dan yang berkaitan dengan satu, boleh mempunyai orbit dengan ukuran yang berbeza (semakin besar jejari orbit, semakin besar tenaga yang terkandung di dalamnya).
Elektron adalah zarah unsur, kerana ia adalah jenis fermion (lepton), dan ia tidak dibentuk oleh unsur lain.
Neutron
Ia adalah subatom neutral zarah atom, iaitu, ia mempunyai jumlah yang sama cas positif dan negatif. Jisimnya sedikit lebih tinggi daripada proton, yang membentuk inti atom.
Seperti proton, neutron terdiri dari tiga quark: dua turun atau turun dengan cas -1/3 dan satu naik atau naik dengan cas +2/3, menghasilkan cas total sifar, yang memberikannya netral. Neutron dengan sendirinya tidak boleh wujud di luar nukleus, kerana purata hidup di luar nukleus adalah sekitar 15 minit.
Jumlah neutron dalam atom tidak menentukan sifatnya, melainkan ia adalah isotop.
Isotop
Mereka adalah sejenis atom, yang komposisi nuklearnya tidak adil; iaitu, ia mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza. Dalam kes ini, atom yang membentuk unsur yang sama akan berbeza, dibezakan dengan bilangan neutron yang dikandungnya.
Terdapat dua jenis isotop:
- Semula jadi, terdapat di alam semula jadi, seperti pada atom hidrogen, yang mempunyai tiga (protium, deuterium dan tritium); atau atom karbon, yang juga mempunyai tiga (karbon-12, karbon-13, dan karbon-14; masing-masing dengan utiliti yang berbeza).
- Buatan, yang dihasilkan dalam lingkungan terkawal, di mana zarah subatom dihujani, tidak stabil dan radioaktif.
Terdapat isotop stabil, tetapi dikatakan kestabilan relatif, kerana, walaupun radioaktif dengan cara yang sama, tempoh disintegrasinya jauh dibandingkan dengan keberadaan planet ini.
Bagaimana unsur-unsur atom ditakrifkan
Satu atom akan dibezakan atau ditentukan oleh beberapa faktor, iaitu:
- Jumlah proton: variasi dalam nombor ini dapat menghasilkan unsur yang berbeza, kerana ia menentukan unsur kimia yang dimiliki.
- Kuantiti neutron: menentukan isotop unsur.
Daya dengan mana proton menarik elektron adalah elektromagnetik; sementara yang menarik proton dan neutron adalah nuklear, yang intensitasnya lebih besar daripada yang pertama, yang saling menolak proton bermuatan positif.
Sekiranya bilangan proton dalam atom tinggi, daya elektromagnetik yang menghalau mereka akan menjadi lebih kuat daripada nuklear, ada kemungkinan nukleon akan dikeluarkan dari nukleus, menghasilkan perpecahan nuklear, atau apa yang juga dikenal sebagai radioaktif; kemudian menghasilkan transmutasi nuklear, iaitu penukaran satu elemen menjadi unsur lain (alkimia).
Apa itu model atom
Ini adalah skema yang membantu menentukan apa itu atom, komposisinya, pengedarannya dan ciri-ciri yang ditunjukkannya. Sejak lahirnya istilah ini, model atom yang berbeza telah dikembangkan, yang memungkinkan kita memahami struktur jirim dengan lebih baik.
Model atom yang paling mewakili adalah:
Model atom Bohr
Ahli fizik Denmark Niels Bohr (1885-1962), setelah belajar dengan profesornya, ahli kimia dan juga ahli fizik Ernest Rutherford, diilhami oleh model terakhir untuk mengekspos sendiri, mengambil atom hidrogen sebagai panduan.
Model atom Bohr terdiri daripada sejenis sistem planet, di mana nukleus berada di tengah dan elektron bergerak di sekitarnya seperti planet, di orbit stabil dan bulat, di mana yang lebih besar menyimpan lebih banyak tenaga. Ia merangkumi penyerapan dan pelepasan gas, teori kuantisasi Max Planck dan kesan fotolistrik
Albert Einstein
Elektron boleh melompat dari satu orbit ke orbit yang lain: jika ia bergerak dari satu tenaga yang lebih rendah ke yang lain dengan tenaga yang lebih tinggi, ia akan meningkatkan kuantum tenaga untuk setiap orbit yang dicapai; Sebaliknya berlaku apabila ia bergerak dari tenaga yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, di mana ia bukan sahaja berkurang, tetapi juga kehilangannya dalam bentuk radiasi seperti cahaya (foton).
Namun, model atom Bohr mempunyai kekurangan, kerana tidak berlaku untuk jenis atom lain.
Model atom Dalton
John Dalton (1766-1844), ahli matematik dan ahli kimia, mempelopori penerbitan model atom dengan dasar ilmiah, di mana dia menyatakan bahawa atom mirip dengan bola biliar, yaitu, bola.
Model atom Dalton menetapkan dalam pendekatannya (yang disebutnya "teori atom") bahawa atom tidak dapat dibahagikan. Ini juga menetapkan bahawa atom unsur yang sama mempunyai kualiti yang sama, termasuk berat dan jisimnya; bahawa walaupun mereka dapat digabungkan, mereka tetap tidak dapat dipisahkan dengan hubungan sederhana; dan bahawa ia dapat digabungkan dalam perkadaran yang berbeza dengan jenis atom lain untuk membuat pelbagai sebatian (penyatuan dua atau lebih jenis atom).
Model atom Dalton ini tidak konsisten, kerana tidak menjelaskan kehadiran zarah subatom, kerana kehadiran elektron dan proton tidak diketahui. Ia juga tidak dapat menjelaskan fenomena radioaktiviti atau arus elektron (sinar katod); lebih jauh, ia tidak mengambil kira isotop (atom unsur yang sama dengan jisim yang berbeza).
Model atom Rutherford
Dibesarkan oleh ahli fizik dan ahli kimia Ernest Rutherford (1871-1937), model ini adalah analogi sistem suria. Model atom Rutherford menetapkan bahawa peratusan jisim atom tertinggi dan bahagian positifnya terdapat di nukleusnya (tengah); dan bahagian negatif atau elektron, berputar di sekelilingnya dalam orbit elips atau bulat, dengan vakum di antara mereka. Oleh itu, ia menjadi model pertama yang memisahkan atom menjadi inti dan cengkerang.
Ahli fizik melakukan eksperimen, di mana dia mengira sudut penyebaran zarah ketika mereka memukul kerajang emas, dan melihat bahawa beberapa memantul pada sudut tidak tepat, menyimpulkan bahawa inti mereka mesti kecil tetapi berketumpatan besar. Terima kasih kepada Rutherford, yang merupakan pelajar JJ Thomson, idea pertama mengenai kehadiran neutron juga ada. Pencapaian lain adalah timbulnya pertanyaan tentang bagaimana muatan positif dalam inti dapat tetap bersama dalam jumlah yang kecil, yang kemudian menyebabkan penemuan salah satu interaksi asas: kekuatan nuklear yang kuat.
Model atom Rutherford tidak konsisten, kerana bertentangan dengan undang-undang Maxwell mengenai elektromagnetisme; ia juga tidak menjelaskan fenomena radiasi tenaga dalam peralihan elektron dari keadaan tenaga tinggi ke rendah.
Model atom Thomson
Perkara itu didedahkan oleh saintis dan pemenang Hadiah Nobel Fizik 1906, Joseph John Thomson (1856-1940). Model atom Thomson menggambarkan atom sebagai jisim sfera bermuatan positif dengan elektron dimasukkan ke dalamnya, seperti puding kismis. Bilangan elektron dalam model ini cukup untuk meneutralkan muatan positif, dan pengedaran jisim positif dan elektron adalah rawak.
Dia bereksperimen dengan sinar katod: dalam tiub vakum dia melewati sinar semasa dengan dua plat, menghasilkan medan elektrik yang memesongkannya. Oleh itu, dia menentukan bahawa elektrik terdiri daripada zarah lain; menemui kewujudan elektron.
Walau bagaimanapun, model atom Thomson ringkas, tidak pernah mendapat penerimaan akademik. Gambarannya mengenai struktur dalaman atom tidak betul, begitu juga dengan pengedaran cas, ia tidak mengambil kira keberadaan neutron dan tidak diketahui mengenai proton. Ia juga tidak menjelaskan keteraturan Jadual Berkala Unsur.
Walaupun begitu, kajian mereka menjadi dasar penemuan kemudian, kerana dari model ini, diketahui tentang kewujudan zarah subatom.
Jisim atom
Diwakili dengan huruf A, jisim total proton dan neutron yang terkandung dalam atom disebut massa atom, tanpa memperhitungkan elektron, kerana jisimnya sangat kecil sehingga dapat dibuang.
Isotop adalah variasi atom dengan unsur yang sama dengan bilangan proton yang sama, tetapi bilangan neutron yang berbeza, jadi jisim atomnya akan berbeza walaupun mereka sangat serupa.
Nombor atom
Ini diwakili oleh huruf Z, dan merujuk pada jumlah proton yang terkandung dalam atom, yang merupakan bilangan elektron yang sama di dalamnya. Jadual Berkala Unsur-unsur Mendeleev tahun 1869, disusun dari paling kecil hingga paling besar mengikut nombor atom.
