Atomi
Fapte, rezumat & Definiție
- Atomii sunt cea mai mică unitate a materiei și se combină pentru a forma molecule
- Constituie protoni, neutroni, și electroni
- Mai mult de 99% dintr-un atom este spațiu gol, dar electronii fac ca atomii să se respingă
- Numărul de protoni dintr-un atom determină numărul său atomic
- Numărul de protoni și neutroni determină masa sa atomică
Ce sunt atomii?
Atomii sunt cea mai mică unitate de materie (ceva ce poate fi atins fizic) care păstrează toate proprietățile chimice ale unui element. Ei se combină pentru a forma molecule (care la rândul lor formează solide, gaze și lichide).
Particule atomice
Atomii sunt făcuți din trei particule de bază. Acestea sunt electronii, protonii și neutronii – ele sunt denumite colectiv particule subatomice.
Nucleul atomului conține atât protoni (care sunt particule cu sarcină pozitivă), cât și neutroni (care nu au sarcină). Acești protoni și neutroni sunt numiți în mod colectiv nucleoni și sunt legați între ei printr-o forță numită forță puternică reziduală. Numărul de neutroni în raport cu numărul de protoni ajută la determinarea stabilității nucleului.
În jurul nucleului se află învelișurile electronice care conțin electronii (care sunt particule cu sarcină negativă. Proprietățile unui atom depind de numărul și dispunerea tuturor particulelor sale.
Electronii sunt cele mai mici dintre particulele subatomice (sunt prea mici pentru a fi măsurate cu ajutorul tehnicilor de care dispun în prezent oamenii de știință) și au o sarcină negativă. Ei sunt legați de nucleu datorită sarcinilor lor electrice opuse. Dacă un atom are fie mai mulți, fie mai puțini electroni decât numărul său atomic, atunci atomul devine încărcat și se numește ion – dacă atomul are mai mulți electroni, atomul devine mai negativ; dacă atomul are mai puțini electroni, atomul devine mai pozitiv. Electronii nu au o structură internă și de aceea sunt numiți particule elementare.
Protonii posedă o sarcină pozitivă și sunt de 1836 de ori mai grei decât un electron. Numărul de protoni dintr-un atom este egal cu numărul atomic. Fiecare proton este format din doi quarci up și un quarc down – aceștia sunt un tip de particule elementare. Quarcii sunt ținuți împreună de o forță numită interacțiune puternică – această interacțiune puternică este mediată de gluoni (un alt tip de particulă elementară).
Neutronii sunt cele mai grele particule subatomice și cântăresc de 1839 de ori mai mult decât un electron. Ei nu posedă nici o sarcină. Fiecare neutron este format dintr-un quarc up și doi quarci down.
Imaginea de mai jos prezintă structura unui atom. Puteți vedea nucleul și învelișurile electronilor:
Masa atomică
Protonii și neutronii au aceeași masă de 1,67 × 10-24 grame – oamenii de știință definesc de obicei această cantitate de un Dalton. În timp ce au o masă similară, neutronii nu au sarcină (în timp ce protonii au). Acest lucru înseamnă că neutronii vor contribui în mod semnificativ la masa unui atom, dar nu și la sarcina acestuia.
Electronii sunt mult mai mici și cântăresc doar 9,11 × 10-28 grame – acest lucru înseamnă că nu contribuie în mod semnificativ la masa unui atom, ci datorită sarcinii acestuia.
Tabelul de mai jos arată locația, masa și sarcina tuturor particulelor care se află într-un atom.
Volumul atomic
Mai mult de 99% dintr-un atom este spațiu gol. Cu toate acestea, motivul pentru care obiectele nu trec pur și simplu unele prin altele se datorează electronilor. Electronii care înconjoară fiecare atom sunt încărcați negativ și, prin urmare, se resping unii pe alții atunci când sunt cumpărați aproape. Acest lucru împiedică atomii să ocupe același spațiu unul cu celălalt.
Numărul atomic
Numărul de protoni dintr-un atom determină numărul său atomic – acesta este de obicei notat cu Z. Această valoare nu se va schimba niciodată, cu excepția cazului în care nucleul se dezintegrează cumva, sau dacă nucleul este bombardat (fizică nucleară). De exemplu, numărul atomic al carbonului este 6, deoarece are 6 protoni. Numărul atomic ajută la distingerea elementelor între ele. Numărul de electroni dintr-un atom este întotdeauna echivalent cu numărul de protoni – acest lucru explică de ce atomii nu au sarcină totală.
Numărul de masă
Numărul total de protoni și neutroni dintr-un atom determină numărul său de masă – acesta este de obicei notat cu A. Electronii sunt de obicei neglijați la calcularea masei unui electron, deoarece masa lor este atât de neglijabilă. Puteți calcula numărul de neutroni dintr-un element folosind următoarea ecuație:
numărul de masă – numărul de protoni = numărul de neutroni
Izotopii aceluiași element vor avea același număr atomic, dar un număr de masă diferit – acest lucru se datorează faptului că ei pot avea un număr diferit de neutroni. Majoritatea elementelor au mulți izotopi care apar în mod natural. De asemenea, trebuie să știți că masa atomică a unui element este echivalentă cu media abundenței relative a tuturor izotopilor săi. De exemplu, carbonul are trei izotopi, dar pentru că carbonul-12 reprezintă aproximativ 99% din tot carbonul – acesta este motivul pentru care carbonul are masa atomică de 12.
Lecturi suplimentare
http://www.chem4kids.com/files/atom_structure.html
https://www.livescience.com/37206-atom-definition.html
http://www2.open.ac.uk/openlearn/periodictablephase2/atom.html
https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Teorie_atomică/Izotopi