Základní informace o struktuře atomu: vlastnosti, rysy a vzorec

Atom je nejmenší částice chemické látky, která je schopna zachovat své vlastnosti. Slovo "atom" pochází z starověkého řeckého "atomos", což znamená "nedělitelné". . V závislosti na počtu a částicích v atomu můžete určit chemický prvek .

Stručně o struktuře atomu

Jak můžeme stručně uvést základní informace o struktuře atomu? Atom je částice s jedním jádrem, které je nabité pozitivně. Kolem tohoto jádra je záporně nabitý mrak elektronů. Každý atom v jeho normálním stavu je neutrální. Velikost této částice může být zcela určena velikostí elektronového oblaku, který obklopuje jádro.

Jádro samo o sobě obsahuje také menší částice - protony a neutrony. Protony jsou pozitivně nabité. Neutrony nenesou žádný náboj. Protony spolu s neutrony se však spojují do jedné kategorie a nazývají se nukleony. . Pokud jsou stručně potřebné základní informace o struktuře atomu, mohou být tyto informace omezeny na uvedené údaje .

První informace o atomu

Stejně tak, že se záležitost může skládat z malých částeček, staré Řekové také podezírali. Věřili, že vše, co existuje, je složeno z atomů. Tento názor však byl čistě filozofický a nelze jej vědecky interpretovat.

První základní informace o struktuře atomu dostal anglický vědec John Dalton. Právě tento výzkumník dokázal zjistit, že dva chemické prvky mohou vstoupit do různých vztahů a každá taková kombinace by byla novou látkou. Například osm částí kyslíkového prvku vytváří oxid uhličitý. Čtyři části kyslíku jsou oxid uhelnatý.

V roce 1803 Dalton objevil takzvaný zákon mnoha vztahů v chemii. . Použitím nepřímých měření (jelikož žádný atom nemohl být považován za tehdejší mikroskop), dalton dospěl k závěru o relativní hmotnosti atomů .

Výzkum od Rutherforda

Téměř století později základní informace o struktuře atomů potvrdil další anglický chemik Ernest Rutherford. Vědec navrhl model elektronového obalu nejmenších částic.

V té době byl Rutherfordův "planetární atomový model" jedním z nejdůležitějších kroků, které chemie mohla udělat. Základní informace o struktuře atomu ukázaly, že je podobný sluneční soustavě: částice-elektrony se otáčí kolem jádra v přísně definovaných oběžných dráhách, stejně jako planety.

Elektronická skořápka atomů a vzorce atomů chemických prvků

Elektronová skořápka každého z atomů obsahuje přesně tolik elektronů, jaké existují ve svém protonovém jádru. Proto je atom neutrální. V roce 1913 získal další vědec základní informace o struktuře atomu. Vzorec Niels Bohr byl podobný vzoru, který dostal Rutherford. Podle jeho představy se elektrony také otáčejí kolem jádra umístěného uprostřed. Bor dokončil teorii Rutherforda, zavedl harmonii do svých skutečností.

Dokonce i v té době byly sestaveny vzorce některých chemických látek. Například schematicky je struktura atomu dusíku označena jako 1s2 2s2 2p3, struktura atomu sodíku je vyjádřena vzorcem 1s2 2s ² 2p ⁶ 3s ¹ . Prostřednictvím těchto vzorců můžete vidět, kolik elektronů se pohybuje podél každé z orbitálů chemické látky.

Model Schrodinger

Tento atomový model je však také zastaralý. Základní informace o struktuře atomu, které je dnešní vědě známa, jsou z velké části dostupné díky výzkumu rakouského fyziky E. Schrödingera.

Navrhl nový model své struktury - vlny. Tehdy vědci již dokázali, že elektron je obdařen nejen povahou částic, ale má vlastnosti vlny.

Nicméně modely Schrödinger a Rutherford mají také obecná ustanovení. Jejich teorie jsou podobné tomu, že elektrony existují na určitých úrovních.

Takové úrovně se také nazývají elektronové vrstvy. Pomocí čísla úrovně lze charakterizovat energii elektronů. Čím je vrstva vyšší, tím více energie má. Všechny úrovně se počítají zdola nahoru, takže číslo úrovně odpovídá jeho energii. Každá z vrstev v elektronovém plášti atomu má své podzemí. V tomto případě může mít první úroveň jednu podúrovni, druhou jednu - dvě, třetí - tři atd. (Viz výše uvedené elektronické vzorce dusíku a sodíku).

Dokonce menší částice

V současné době jsou samozřejmě ještě menší částice otevřené než elektron, proton a neutron. Je známo, že proton je tvořen kvarky. Tam jsou ještě menší částice vesmíru - například neutriny, které jsou ve velikosti stokrát menší než kvark a miliarda krát menší než proton.

Neutriny jsou tak malé částice, že jsou desetkrát víc než desetkrát menší než tyrannosaurus. Tyrannosaur sám je stejně menší než celý pozorovatelný vesmír.

Základní informace o struktuře atomu: radioaktivita

Vždy bylo známo, že žádná chemická reakce nemůže přeměnit jeden prvek na jiný. Ale v procesu radioaktivního záření se to děje spontánně.

Rádioaktivita je schopnost jaderných jader transformovat do jiných jader - stabilnějších. Když lidé získají základní informace o struktuře atomů, mohou izotopy do jisté míry sloužit jako ztělesnění snů středověkých alchymistů.

Při rozpadu izotopů se vysílá radioaktivní záření. Poprvé tento jev objevil Becquerel. Hlavní formou radioaktivního záření je alfa rozklad. S ním se uvolní alfa částic. Tam je také beta rozpad, ve kterém beta-částice je emitována od jádra atomu, příslušně.

Přírodní a umělé izotopy

V současné době je známo asi 40 přirozených izotopů. Většina z nich se nachází ve třech kategoriích: uran-radium, thorium a actinium. Všechny tyto izotopy lze nalézt v přírodě - ve skalách, půdě, ve vzduchu. Ale kromě nich existuje také asi tisíc uměle produkovaných izotopů, které jsou získávány v jaderných reaktorech. . Mnoho z jejich izotopů se používá v medicíně, zejména v diagnostice .

Rozměry uvnitř atomu

Pokud si představujete atom, jehož velikost bude srovnatelná s velikostí mezinárodního sportovního stadionu, pak můžete vizuálně získat následující poměry. Elektrony atomu v takovém "stadiu" budou umístěny na samém vrcholu stánků. Každá z nich bude menší než hlava pinů. Pak bude jádro umístěno ve středu tohoto pole a jeho velikost nebude větší než velikost hrášku.

Někdy se lidé ptají, jak atom skutečně vypadá. Ve skutečnosti to doslova nevypadá žádným způsobem - nikoliv proto, že ve vědě jsou používány nedostatečně dobré mikroskopy. Rozměry atomu jsou v těch oblastech, kde pojem "viditelnost" jednoduše neexistuje.

Atomy mají velmi malé rozměry. Ale jak malé jsou tyto rozměry skutečně? Faktem je, že nejmenší, sotva rozpoznatelné zrno lidského oka obsahuje asi jeden kvintilionový atom.

Pokud si dokážeme představit atom této velikosti, který by se mohl vejít do lidské ruky, pak vedle něj budou viry o délce 300 metrů. Bakterie by měly mít délku 3 km a tloušťka lidského vlasu by se rovnala 150 km. V ležaté pozici by mohl jít za hranice zemské atmosféry. A kdyby takové rozměry byly skutečné, pak by lidské vlasy mohly dosáhnout měsíce na délku. Zde je takový neklidný a zajímavý atom, studium vědců, které pokračují ve studiu až do tohoto dne.