Osnovne informacije o strukturi atoma: karakteristike, značajke i formula

Atom je najmanji čestica kemijske tvari koja je sposobna očuvati njezina svojstva. Riječ "atom" dolazi iz drevnog grčkog "atomosa", što znači "nedjeljivo". Ovisno o tome koliko i koje su čestice u atomu, moguće je odrediti kemijski element

Ukratko o strukturi atoma

Kako mogu kratko navesti glavne informacije o struktura atoma? atom je čestica s jednom jezgrom koja je pozitivno napunjena. Oko ove jezgre nalazi se negativno nabijeni oblak elektrona. Svaki atom u svom normalnom stanju je neutralan. Veličina ove čestice može se potpuno odrediti veličinom oblaka elektrona koji okružuje jezgru.

Sama jezgra, zauzvrat, također se sastoji od manjih čestica - protona i neutrona. Protoni su pozitivno napunjeni. Neutroni ne nose nikakvu naplatu. Međutim, protoni, zajedno s neutronima, kombiniraju se u jednu kategoriju i nazivaju se nukleonima. Ako su kratki potrebni osnovni podaci o strukturi atoma, tada se te informacije mogu ograničiti na navedene podatke.

Prve informacije o atomu

O istoj, da se stvar može sastojati od malih čestica, također su sumnjali i drevni Grci. Vjerovali su da sve što postoji postoji sastavljeno od atoma. Međutim, takav pogled bio je isključivo filozofski i ne može se znanstveno tumačiti.

Prve osnovne informacije o strukturi atoma primili su engleski znanstvenik John Dalton. Bio je to istraživač koji je mogao otkriti da dva kemijska elementa mogu ući u različite omjere, a svaka takva kombinacija bi bila nova supstanca. Na primjer, osam dijelova kisikovog elementa stvara ugljični dioksid. Četiri dijela kisika su ugljični monoksid.

Godine 1803. Dalton je otkrio takozvani zakon višestrukih odnosa u kemiji. Pomoću neizravnih mjerenja (budući da se tada atom atom ne bi mogao uzeti u obzir kod tada mikroskopa), Dalton je zaključio relativnu težinu atoma.

Istraživanje tvrtke Rutherford

Gotovo stoljeće kasnije, osnovni podaci o strukturi atoma potvrdili su još jedan engleski kemičar - Ernest Rutherford. Znanstvenik je predložio model ljuske elektrona najmanjih čestica.

U to je doba Rutherfordov "planetarni atomskom modelu" bio jedan od najvažnijih koraka koje bi kemija mogla napraviti. Osnovne informacije o strukturi atoma pokazale su da je sličan solarnom sustavu: elektronski čestice rotiraju oko jezgre u strogo definiranim orbitama, baš kao i planeti.

Elektronska ljuska atoma i formula atoma kemijskih elemenata

Elektronska ljuska svakog od atoma sadrži točno onoliko elektrona koliko ima u proton jezgri. Zato je atom neutralan. Godine 1913. drugi znanstvenik je dobio osnovne informacije o strukturi atoma. Niels Bohrova formula slična je onoj koja je primila Rutherford. Prema njegovoj koncepciji, elektroni se također okreću oko jezgre smještene u sredini. Bor je pročistio Rutherfordovu teoriju, uvela sklad u svoje činjenice.

Već su napravljene formule nekih kemijskih tvari. Na primjer, shematski se struktura dušikovog atoma označava kao 1s²2s²2p³, struktura natrijevog atoma izražava se formulom 1s²2s²2p⁶3s¹. Kroz ove formule možete vidjeti koliko se elektrona kreće duž svakog orbita kemijske tvari.

Schrodingerov model

Međutim, ovaj atomski model je također zastario. Osnovne informacije o strukturi atoma danas poznate znanosti uglavnom su dostupne zbog istraživanja austrijskog fizičara E. Schrödinger.

Predložio je novi model njegove strukture - val. Do tog vremena znanstvenici su već dokazali da elektron nije obdaren ne samo prirodom čestice već posjeduje svojstva vala.

Međutim, Schrödinger i Rutherford modeli također imaju opće odredbe. Njihove su teorije slične po tome što elektroni postoje na određenim razinama.

Takve se razine također nazivaju elektronskim slojevima. Korištenjem broja razine, može se odrediti energija elektrona. Što je sloj veći, to je veća energija. Sve razine se broje odozdo prema gore, tako da broj nivoa odgovara njegovoj energiji. Svaki od slojeva u kućištu elektrona atoma ima svoje podloge. U tom slučaju, prva razina može imati jednu podlogu, drugo - dvije, treće - tri, i tako dalje (vidi gore navedene elektroničke formule dušika i natrija).

Čak i manje čestice

U ovom trenutku, naravno, čak i manje čestice su otvorene od elektrona, protona i neutrona. Poznato je da se proton sastoji od kvarkova. Postoje čak i manje čestice svemira - na primjer, neutrini koji su u veličini sto puta manji od kvarkova i milijarde puta manji od protona.

Neutrini su toliko mala čestica da je 10 puta puta sedam puta manja od, na primjer, tiranskog mozga. Sama tirantosaura jednako je manja od čitavog vidljivog svemira.

Osnovne informacije o strukturi atoma: radioaktivnost

Uvijek je poznato da nikakva kemijska reakcija ne može pretvoriti jedan element u drugi. Ali u procesu radioaktivnog zračenja to se događa spontano.

Radioaktivnost je sposobnost atomske jezgre da se transformiraju u druge jezgre - više stabilne. Kada su ljudi dobili osnovne podatke o strukturi atoma, izotopi bi u određenoj mjeri mogli poslužiti kao utjelovljenje snova srednjovjekovnih alkemičara.

Tijekom propadanja izotopa emitira se radioaktivno zračenje. Po prvi put takav fenomen otkrio je Becquerel. Glavni oblik radioaktivnog zračenja jest propadanje alfa. Uz to se oslobađa alfa čestica. Također, postoji beta raspad, u kojem se beta-čestica emitira iz jezgre atoma, respektivno.

Prirodni i umjetni izotopi

Trenutno je poznato oko 40 prirodnih izotopa. Većina ih se nalazi u tri kategorije: uranij-radium, trijum i aktinium. Svi ti izotopi mogu se naći u prirodi - u stijenama, tlu, zraku. Ali, osim njih, postoji i oko tisuću umjetno izvođenih izotopa koji se dobivaju u nuklearnim reaktorima. Mnogi od njihovih izotopa se koriste u medicini, posebno u dijagnostici.

Udjeli unutar atoma

Ako zamislite atom, veličina koja će biti usporediva s veličinom međunarodnog sportskog stadiona, vizualno možete dobiti sljedeće razmjere. Elektroni atoma na takvom "stadionu" bit će smješteni na samom vrhu štandova. Svaki od njih bit će manji od glave klinova. Tada se jezgra nalazi u središtu ovog polja, a njegova veličina neće biti veća od veličine graška.

Ponekad ljudi postavljaju pitanje kako atom stvarno izgleda. Zapravo, doslovno ne izgleda ni na koji način - ne zbog razloga što se nedovoljno dobri mikroskopi koriste u znanosti. Dimenzije atoma su u onim područjima gdje pojam "vidljivosti" jednostavno ne postoji.

Atomi imaju vrlo male dimenzije. Ali kako su male te dimenzije stvarno? Činjenica je da najmanji, jedva vidljivo zrno ljudskog oka sadrži oko jedan kvintilni atomi.

Ako zamislimo atom takve veličine koji bi se mogao uklopiti u ljudsku ruku, onda bi pored njega došlo do virusa od 300 metara. Bakterije bi trajale 3 km, a debljina ljudske kose bila bi 150 km. Na lažnom položaju mogao je prijeći granice Zemljine atmosfere. A ako su takvi proporcije bile stvarne, ljudska dlaka mogla bi dospjeti do mjeseca. Ovo je takav neugodan i zanimljiv atom, proučavanje koje znanstvenici nastavljaju učiti do danas.