Tabla de Contenidos
Дори и да използваме най-способните и мощни микроскопи, за да видим малки частици, атомите са толкова малки, че използването на тези микроскопи би било недостатъчно, за да ги видим. Сканиращите електронни микроскопи са успели да заснемат изображения на движещи се атоми, например два атома рений, които се свързват, за да образуват молекула. Така или иначе заснетото е практически „неузнаваемо“, както се вижда от последните три препратки на статията.
Следователно експериментите за откриване на структурата и поведението на атомите трябва да се извършват с голям брой от тях. От резултатите от тези експерименти можем да се опитаме да изградим хипотетичен модел на атом, който се държи като истинския атом.
Молекулите са съставени от един или повече атоми, свързани с ковалентни или други връзки. Така атомите могат да бъдат представени чрез кръгове с ядро в центъра. Това ядро съдържа протони и неутрони. В допълнение, той е заобиколен от една или няколко външни зони, които представляват „обвивките“ или „нивата“, които технически се наричат атомни орбитали, в които се намират електроните, които обграждат ядрото на атома.
Химическа дефиниция на атома
Атомът е най-малката частица от елемент, която може или не може да съществува независимо, но която винаги участва в химическа реакция . Атомът също се определя като най-малката единица, която запазва свойствата на елемент.
От друга страна, всички атоми на един и същи елемент са идентични и различните елементи имат различни видове атоми . Атомите, когато йонно взаимодействат, предизвикват химични реакции.
Как се образува атом?
Протоните, неутроните и електроните са известни като субатомни частици. Тези частици са отговорни за образуването на атоми. От квантова гледна точка, изброените субатомни частици се съставят на свой ред от други още по-елементарни, чието изучаване съответства на фундаменталната физика. Неутроните и протоните имат приблизително еднаква маса, докато масата на електрона е незначителна в сравнение. От друга страна, докато електронът има отрицателен заряд, а протонът има положителен заряд, неутронът няма заряд. Атомът съдържа еднакъв брой протони и електрони и следователно като цяло атомът няма заряд.
От друга страна, ядрото на атома съдържа само протони и неутрони, така че е положително заредено. Електроните, от своя страна, заемат областта на пространството около ядрото. Следователно по-голямата част от масата е концентрирана в ядрото, което е центърът на атома. Ядрото съдържа неутрони и протони, които дават масата и положителните заряди на атома. Неутронът няма заряд и има маса, която се счита за единица.
Протонът носи един положителен заряд и също има маса равна на единица. По този начин атомният номер на елемент е равен на броя на протоните или положителните заряди в ядрото. От друга страна, има атомното тегло на даден елемент. Това се определя чрез добавяне на общия брой протони и неутрони в ядрото (не забравяйте, че масата на електроните е незначителна в сравнение).
Обратно, електронът има единичен отрицателен заряд. За да може атомът на даден елемент да има нулев заряд, той трябва да има същия брой електрони като протоните. Тези електрони са подредени в зони (орбитали) около ядрото на атома.
Колко голям е един атом?
Размерът на атома е изключително малък. Слой от атоми с дебелина колкото тънък лист хартия се състои от милиарди атоми. Невъзможно е да се измери размерът на изолиран атом, тъй като, както показва квантовата физика, е невъзможно точно да се локализират позициите на електроните, заобикалящи ядрото.
Въпреки това е възможно да се изчисли размерът на атома, като се приеме, че разстоянието между съседните атоми е половината от радиуса на този атом. Атомният радиус обикновено се измерва в нанометри (nm):
1m = 10 9nm
Атомната теория на Далтон
Атомната теория на Далтън е научна теория за природата на материята, предложена от английския учен Джон Далтън през 1808 г. С тази теория Далтън установява, че цялата материя е изградена от малки, неделими частици, наречени „атоми“.
В теорията, предложена от Далтън, ученият предполага, че всички вещества са изградени от атоми и че атомите са единици, които не могат да бъдат разделени или унищожени. Тази теория също така предлага, че въпреки че всички елементи са съставени от атоми с различни размери и маси, всички атоми на един и същи елемент имат еднакъв размер и маса.
Атомната теория на Далтън има други постулати, те са посочени по-долу.
- Материята се състои от малки частици, наречени атоми.
- Атомите са неделими частици, които не могат да бъдат унищожени или създадени чрез химични реакции.
- Всички атоми на един елемент имат еднакви химични свойства и маси, докато атомите на различни елементи имат различни химични свойства и маси.
- Атомите се комбинират в малки съотношения, за да образуват съединения.
- Материята е всичко в нашата среда. Има основни структурни и основни единици, а именно атоми.
Тази теория, ключова за разбирането на природата на материята, е широко заменена, наред с други, от квантовата механика. Въпреки това, той продължава да бъде полезен инструмент за разбиране на макроскопичните свойства на материята и повечето от явленията, които химията изучава.
Заключение
За да завършим разбирането какво е атом, нека разгледаме понятието материя с пример.
Нека вземем книга с разкази и разбием нейната структура. Книгата съдържа много страници, всяка страница е съставена от параграфи, а всеки параграф съдържа много изречения. Тогава всяко изречение ще има много думи и всяка дума ще има знаци, тоест букви.
Точно същият е случаят, когато разглеждаме материята от гледна точка на теорията на Далтон, че тя може да бъде разделена на молекули, което е най-малкото нещо, на което едно вещество може да бъде разделено, без да загуби своята същност. Молекулите от своя страна са изградени от един или повече видове атоми. Атомите, които са най-малката частица от даден елемент, са изградени от субатомни частици: протони, електрони и неутрони.
Източници
- Leal, S. (2010). Устройство на материята .
- Молина, Р. (sf). атомът . Институт за структурата на материята.
- Планас, О. (2013). Какво е молекула ?
- https://www.larazon.es/ciencia/20200131/fie2hkdhebefrgg67mcaht7fvy.html
- https://wp.icmm.csic.es › 2009/02 › seeing_atoms (pdf)
- https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-nitidez-imagen-atomos-alcanza-niveles-limite-20210521164505.html
