Was ist ein Atom? Erklärung und Beispiele

Selbst wenn wir die leistungsfähigsten und leistungsfähigsten Mikroskope verwenden würden, um winzige Partikel zu sehen, sind Atome so klein, dass die Verwendung dieser Mikroskope nicht ausreichen würde, um sie zu sehen. Rasterelektronenmikroskope konnten Bilder von sich bewegenden Atomen aufnehmen, zum Beispiel zwei Rheniumatome, die sich zu einem Molekül verbinden. Jedenfalls ist das Erfasste praktisch „nicht wiederzuerkennen“, wie aus den letzten drei Verweisen des Artikels hervorgeht.

Experimente zur Aufklärung der Struktur und des Verhaltens von Atomen müssen daher mit einer großen Zahl von Atomen durchgeführt werden. Aus den Ergebnissen dieser Experimente können wir versuchen, ein hypothetisches Modell eines Atoms zu erstellen, das sich wie ein echtes Atom verhält.

Moleküle bestehen aus einem oder mehreren Atomen, die durch kovalente oder andere Bindungen verbunden sind. So können Atome durch Kreise mit einem Kern in der Mitte dargestellt werden. Dieser Kern enthält Protonen und Neutronen. Darüber hinaus ist es von einer oder mehreren äußeren Zonen umgeben, die die „Hüllen“ oder „Ebenen“ darstellen, die technisch Atomorbitale genannt werden, in denen sich die Elektronen befinden, die den Kern des Atoms umgeben.

Chemische Definition von Atom

Das Atom ist das kleinste Teilchen eines Elements, das eine unabhängige Existenz haben kann oder nicht, aber immer an einer chemischen Reaktion teilnimmt . Ein Atom wird auch als die kleinste Einheit definiert, die die Eigenschaften eines Elements behält.

Andererseits sind alle Atome desselben Elements identisch, und verschiedene Elemente haben unterschiedliche Arten von Atomen . Die Atome erzeugen bei Ionenwechselwirkung chemische Reaktionen.

Wie entsteht ein Atom?

Protonen, Neutronen und Elektronen sind als subatomare Teilchen bekannt. Diese Teilchen sind für die Bildung von Atomen verantwortlich. Aus Quantensicht bestehen die aufgezählten subatomaren Teilchen wiederum aus anderen, noch elementareren Teilchen, deren Studium der Grundlagenphysik entspricht. Neutronen und Protonen haben ungefähr die gleiche Masse, während die Masse eines Elektrons im Vergleich dazu vernachlässigbar ist. Während ein Elektron hingegen negativ und ein Proton positiv geladen ist, ist ein Neutron nicht geladen. Nun enthält ein Atom die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen, und daher hat ein Atom als Ganzes keine Ladung.

Andererseits enthält der Kern eines Atoms nur Protonen und Neutronen, ist also positiv geladen. Elektronen besetzen ihrerseits die den Kern umgebende Raumregion. Daher konzentriert sich die meiste Masse im Kern, der das Zentrum des Atoms ist. Der Kern enthält Neutronen und Protonen, die dem Atom seine Masse und seine positiven Ladungen verleihen. Ein Neutron hat keine Ladung und hat eine Masse, die als Einheit betrachtet wird.

Das Proton trägt eine einfache positive Ladung und hat auch eine Masse von eins. Somit ist die Ordnungszahl eines Elements gleich der Anzahl der Protonen oder positiven Ladungen im Kern. Andererseits gibt es das Atomgewicht eines Elements. Dies wird bestimmt, indem die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen im Kern addiert wird (denken Sie daran, dass die Masse der Elektronen im Vergleich vernachlässigbar ist).

Im Gegensatz dazu ist ein Elektron einfach negativ geladen. Damit das Atom eines Elements keine Ladung hat, muss es die gleiche Anzahl von Elektronen wie Protonen haben. Diese Elektronen sind in Zonen (Orbitalen) um den Atomkern herum angeordnet.

Wie groß ist ein Atom?

Die Größe eines Atoms ist extrem klein. Eine Atomschicht so dick wie ein dünnes Blatt Papier besteht aus Milliarden von Atomen. Es ist unmöglich, die Größe eines isolierten Atoms zu messen, da es, wie die Quantenphysik zeigt, unmöglich ist, die Positionen der Elektronen, die den Kern umgeben, genau zu lokalisieren.

Es ist jedoch möglich, die Größe eines Atoms zu berechnen, indem man annimmt, dass der Abstand zwischen benachbarten Atomen halb so groß ist wie der Radius dieses Atoms. Der Atomradius wird normalerweise in Nanometern (nm) gemessen:

1m = 10 ^9nm

Daltons Atomtheorie

Daltons Atomtheorie ist eine wissenschaftliche Theorie der Natur der Materie, die 1808 vom englischen Wissenschaftler John Dalton vorgeschlagen wurde. Mit dieser Theorie stellte Dalton fest, dass alle Materie aus kleinen, unteilbaren Teilchen besteht, die „Atome“ genannt werden.

In der von Dalton vorgeschlagenen Theorie schlägt der Wissenschaftler vor, dass alle Substanzen aus Atomen bestehen und dass Atome Einheiten sind, die nicht geteilt oder zerstört werden können. Diese Theorie schlägt auch vor, dass, obwohl alle Elemente aus Atomen unterschiedlicher Größe und Masse bestehen, alle Atome desselben Elements dieselbe Größe und Masse haben.

Daltons Atomtheorie hat andere Postulate, diese sind unten angegeben.

• Materie besteht aus winzigen Teilchen, den Atomen.
• Atome sind unteilbare Teilchen, die nicht durch chemische Reaktionen zerstört oder erzeugt werden können.
• Alle Atome eines Elements haben identische chemische Eigenschaften und Massen, während Atome verschiedener Elemente unterschiedliche chemische Eigenschaften und Massen haben.
• Atome verbinden sich in kleinen ganzen Verhältnissen, um Verbindungen zu bilden.
• Materie ist alles in unserer Umgebung. Es hat grundlegende strukturelle und fundamentale Einheiten, genau Atome.

Diese Theorie, der Schlüssel zum Verständnis der Natur der Materie, wurde unter anderem von der Quantenmechanik weitgehend abgelöst. Es ist jedoch weiterhin ein nützliches Werkzeug, um die makroskopischen Eigenschaften von Materie und die meisten Phänomene zu verstehen, die die Chemie untersucht.

Abschluss

Um zu verstehen, was ein Atom ist, wollen wir das Konzept der Materie anhand eines Beispiels untersuchen.

Nehmen wir ein Märchenbuch und brechen seine Struktur auf. Das Buch enthält viele Seiten, jede Seite besteht aus Absätzen, und jeder Absatz enthält viele Sätze. Jeder Satz hat dann viele Wörter und jedes Wort hat Zeichen, also Buchstaben.

Genauso verhält es sich, wenn wir die Materie vom Standpunkt der Daltonschen Theorie aus betrachten, dass sie in Moleküle zerlegt werden kann, was das kleinste Ding ist, in das eine Substanz zerlegt werden kann, ohne ihre Essenz zu verlieren. Moleküle wiederum bestehen aus einer oder mehreren Atomsorten. Atome, die kleinsten Teilchen eines Elements, bestehen aus subatomaren Teilchen: Protonen, Elektronen und Neutronen.

Quellen

• Leal, S. (2010). Beschaffenheit der Materie .
• Molina, R. (sf). das Atom . Institut für Struktur der Materie.
• Planas, O. (2013). Was ist ein Molekül ?
• 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