Tabla de Contenidos
Vaikka käyttäisimme tehokkaimpia ja tehokkaimpia mikroskooppeja pienten hiukkasten näkemiseen, atomit ovat niin pieniä, että näiden mikroskooppien käyttäminen ei riittäisi näkemään niitä. Pyyhkäisyelektronimikroskoopit ovat pystyneet ottamaan kuvia liikkuvista atomeista, esimerkiksi kahdesta reniumatomista, jotka yhdistyvät muodostaen molekyylin. Joka tapauksessa kuvattu on käytännössä ”tunnistamaton”, kuten artikkelin kolmesta viimeisestä viitteestä näkyy.
Siksi kokeita atomien rakenteen ja käyttäytymisen selvittämiseksi on suoritettava suurella määrällä niitä. Näiden kokeiden tuloksista voimme yrittää rakentaa hypoteettisen mallin atomista, joka käyttäytyy kuin todellinen atomi.
Molekyylit koostuvat yhdestä tai useammasta atomista, jotka on yhdistetty kovalenttisilla tai muilla sidoksilla. Siten atomit voidaan esittää ympyröillä, joiden keskellä on ydin. Tämä ydin sisältää protoneja ja neutroneja. Lisäksi sitä ympäröi yksi tai useampi ulkoinen vyöhyke, joka edustaa ”verhoja” tai ”tasoja”, joita kutsutaan teknisesti atomikiertoradoiksi, joissa atomin ydintä ympäröivät elektronit sijaitsevat.
Atomin kemiallinen määritelmä
Atomi on alkuaineen pienin hiukkanen, jolla voi olla tai ei ole itsenäistä olemassaoloa, mutta joka osallistuu aina kemialliseen reaktioon . Atomi määritellään myös pienimmäksi yksiköksi, joka säilyttää elementin ominaisuudet.
Toisaalta kaikki saman alkuaineen atomit ovat identtisiä, ja eri elementeillä on erityyppisiä atomeja . Atomit tuottavat ionivuorovaikutuksessa kemiallisia reaktioita.
Miten atomi muodostuu?
Protonit, neutronit ja elektronit tunnetaan subatomisina hiukkasina. Nämä hiukkaset ovat vastuussa atomien muodostumisesta. Kvanttinäkökulmasta katsottuna luetellut subatomiset hiukkaset koostuvat vuorostaan muista vielä alkeellisimmista hiukkasista, joiden tutkimus vastaa perusfysiikkaa. Neutroneilla ja protoneilla on suunnilleen sama massa, kun taas elektronin massa on siihen verrattuna mitätön. Toisaalta, vaikka elektronilla on negatiivinen varaus ja protonilla on positiivinen varaus, neutronilla ei ole varausta. Nyt atomi sisältää saman määrän protoneja ja elektroneja, ja siksi atomilla ei kokonaisuudessaan ole varausta.
Toisaalta atomin ydin sisältää vain protoneja ja neutroneja, joten se on positiivisesti varautunut. Elektronit puolestaan vievät ydintä ympäröivän avaruuden alueen. Siksi suurin osa massasta on keskittynyt ytimeen, joka on atomin keskus. Ydin sisältää neutroneja ja protoneja, jotka antavat atomille sen massan ja sen positiiviset varaukset. Neutronilla ei ole varausta ja sen massaa pidetään yksikkönä.
Protonilla on yksi positiivinen varaus ja sen massa on yksi. Siten elementin atomiluku on yhtä suuri kuin protonien tai positiivisten varausten lukumäärä ytimessä. Toisaalta on olemassa elementin atomipaino . Tämä määritetään laskemalla yhteen ytimessä olevien protonien ja neutronien kokonaismäärä (muista, että elektronien massa on siihen verrattuna mitätön).
Sitä vastoin elektronilla on yksi negatiivinen varaus. Jotta alkuaineen atomilla olisi nollavaraus, siinä on oltava sama määrä elektroneja kuin protoneilla. Nämä elektronit on järjestetty vyöhykkeille (kiertoradalle) atomin ytimen ympärille.
Kuinka suuri atomi on?
Atomin koko on erittäin pieni. Ohut paperiarkin paksuinen atomikerros koostuu miljardeista atomeista. Eristetyn atomin kokoa on mahdotonta mitata, koska kuten kvanttifysiikka osoittaa, on mahdotonta paikantaa tarkasti ydintä ympäröivien elektronien paikkoja.
On kuitenkin mahdollista laskea atomin koko olettamalla, että viereisten atomien välinen etäisyys on puolet kyseisen atomin säteestä. Atomisäde mitataan yleensä nanometreinä (nm):
1 m = 10 9 nm
Daltonin atomiteoria
Daltonin atomiteoria on tieteellinen teoria aineen luonteesta, jonka englantilainen tiedemies John Dalton ehdotti vuonna 1808. Tällä teorialla Dalton totesi, että kaikki aine koostuu pienistä, jakamattomista hiukkasista, joita kutsutaan ”atomeiksi”.
Daltonin ehdottamassa teoriassa tiedemies ehdottaa, että kaikki aineet koostuvat atomeista ja että atomit ovat yksiköitä, joita ei voida jakaa tai tuhota. Tämä teoria ehdottaa myös, että vaikka kaikki alkuaineet koostuvat erikokoisista ja -massaisista atomeista, kaikilla saman alkuaineen atomeilla on sama koko ja massa.
Daltonin atomiteorialla on muita postulaatteja, jotka on osoitettu alla.
- Aine koostuu pienistä hiukkasista, joita kutsutaan atomeiksi.
- Atomit ovat jakamattomia hiukkasia, joita ei voida tuhota tai luoda kemiallisilla reaktioilla.
- Kaikilla alkuaineen atomeilla on samat kemialliset ominaisuudet ja massat, kun taas eri alkuaineiden atomeilla on erilaiset kemialliset ominaisuudet ja massat.
- Atomit yhdistyvät pienissä kokonaissuhteissa muodostaen yhdisteitä.
- Aine on kaikki ympäristössämme. Siinä on perusrakenne- ja perusyksiköitä, juuri atomeja.
Tämä teoria, avain aineen luonteen ymmärtämiseen, on laajalti syrjäytynyt muun muassa kvanttimekaniikassa. Se on kuitenkin edelleen hyödyllinen työkalu aineen makroskooppisten ominaisuuksien ja useimpien kemian tutkimien ilmiöiden ymmärtämiseen.
Johtopäätös
Ymmärtääksemme loppuun, mitä atomi on, tutkitaan aineen käsitettä esimerkin avulla.
Otetaan satukirja ja puretaan sen rakenne. Kirjassa on monia sivuja, jokainen sivu koostuu kappaleista ja jokainen kappale sisältää useita lauseita. Jokaisessa lauseessa on sitten monta sanaa ja jokaisessa sanassa on merkkejä, toisin sanoen kirjaimia.
Täsmälleen sama tilanne kun tarkastelemme ainetta Daltonin teorian näkökulmasta, että se voidaan jakaa molekyyleiksi, mikä on pienin asia, johon aine voidaan jakaa menettämättä sen olemusta. Molekyylit puolestaan koostuvat yhdestä tai useammasta atomityypistä. Atomit, jotka ovat alkuaineen pienimmät hiukkaset, koostuvat subatomisista hiukkasista: protoneista, elektroneista ja neutroneista.
Lähteet
- Leal, S. (2010). Aineen perustaminen .
- Molina, R. (sf). atomi . Aineen rakenteen instituutti.
- Planas, O. (2013). Mikä on molekyyli ?
- 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
