Selitämme, mikä atomi on ja miten sen jokainen osa koostuu. Myös sen historia, tutkimukset siitä ja siitä, mikä molekyyli on.
Mikä on atomi?
Pienin yksikkö, joka muodostaa asia.
Sana atomi tulee muinaisesta kreikasta (atomi, "Ilman jakoa"), ja sen loivat ensimmäiset filosofit, jotka tekivät teoreettisia asioita asioiden koostumuksesta, toisin sanoen alkuainehiukkasista. universumi. Siitä lähtien syntymisen kanssa atomimallit, tapa kuvitella niitä on vaihdellut valtavasti, sillä atomimalli on seurannut edellistä vuosisatojen ajan, kunnes saavutimme nykyisen mallin.
Atomilla on ominaisuuksia kemiallinen alkuaine jotka muodostavat ja vuorostaan elementit on järjestetty ja luokiteltu niiden mukaan atomiluvut, elektroninen kokoonpano ja kemialliset ominaisuudet Jaksollinen järjestelmä elementeistä.
Sama kemiallinen alkuaine voi koostua saman luokan eri atomeista, eli niillä on sama atominumero (lukumäärä protonit jokaisella atomilla alkuaineessa), vaikka niiden atomimassat ovat erilaiset.
Esimerkiksi samassa elementissä on erilaisia atomeja, jotka eroavat lukumäärältään neutroneja, ja niitä kutsutaan isotoopeiksi, edustava tapaus on alkuaineen hiilen isotoopit (12C, 13C, 14C). Joten jokainen atomi kuuluu samaan kemialliseen alkuaineeseen tai ei, riippuen sen protonien määrästä, joten atomit, joissa on sama määrä protoneja, kuuluvat samaan kemialliseen alkuaineeseen.
Miten atomi muodostuu?
Atomit koostuvat ytimestä ja yhdestä tai useammasta elektronista (joilla on negatiivinen varaus) sen ympärillä. Ydin koostuu partikkeleista, joita kutsutaan protoneiksi ja neutroneiksi. Protonit ovat positiivisesti varautuneita ja neutronit neutraaleja. Protonien ja neutronien joukkoa kutsutaan nukleoneiksi.
Sähkömagneettinen voima (varattujen hiukkasten vuorovaikutus sähkö- ja magneettikenttien kanssa) vetää puoleensa protoneja ja elektroneja, kun taas protoneja ja neutroneja vetää puoleensa ydinvoima (voima, jonka kokevat vain hiukkaset, jotka muodostavat atomiydin).
Miten atomit yhdistyvät?
Atomit voivat yhdistyä keskenään muodostaakseen kemiallisia linkkejä, mitä tapahtuu, kun he jakavat elektroninsa tavalla tai toisella. Kemialliset sidokset voivat olla kovalenttinen, ioninen Y metallinen, joka tuottaa kovalenttisia molekyyliyhdisteitä, ioniverkkoja tai metalliyhdisteitä (vaikka on tärkeää selventää, ettei mikään kemiallinen sidos ole ehdottoman kovalenttinen tai ioninen). Tällä tavalla atomit voivat yhdistyä muodostaakseen molekyylejä yksinkertainen kuten Vesi, sekä muodostaa makromolekyylit monimutkainen kuten proteiinia, DNA Y RNA.
Vaikka atomit eroavat toisistaan hiukkasten konfiguraation ansiosta, on myös totta, että kaikki saman alkuaineen atomit ovat täsmälleen identtisiä: vetyatomit Aurinko Ne ovat samoja kuin ne, jotka muodostavat kehomme, ja koiran kehon hiiliatomit ovat identtisiä timantin kanssa. Ero on tavassa, jolla atomit yhdistyvät muodostamaan erilaisia kemiallisia yhdisteitä, jotka muodostavat elimet ja elinjärjestelmät eläviä olentoja, syntyneet materiaalit ala, ja kaikki aine, joka muodostaa maailmankaikkeuden.
Atomin osat
Atomit koostuvat kahdesta olennaisesta osasta:
- Ydin. Noin 99,94 % atomin massasta on keskittynyt ytimeen, jossa protonit ja neutronit (jota yhdessä kutsutaan "nukleoneiksi") yhdistävät voimakkaat ydinvoimat, mikä estää protoneilla, jotka hylkivät toisiaan, saamasta samat sähköiset veloittaa.
- Atomiradat. Orbitaali kuvaa atomiydintä ympäröivää avaruuden aluetta, jossa todennäköisyys elektronin löytäminen on erittäin korkea. Näillä alueilla on erilaisia muotoja, jotka saadaan kiinteän Schrödinger-yhtälön ratkaisemisen tuloksena. Erwin Schrödinger oli itävaltalainen tiedemies, joka kehitti tämän yhtälön vuonna 1925 laskeakseen subatomisten hiukkasten, kuten elektronien, kehityksen. Siten elektronit muodostavat eräänlaisen "pilven" ytimen ympärille, jota edustaa atomiorbitaalien muoto. Toisaalta jokainen atomikiertorata vastaa tiettyä elektronien energia-arvoa, joten ne on järjestetty energia-arvojensa mukaan. Seuraava kuva näyttää ensimmäisten atomikiertoradan muodot:
Atomin historia
Ensimmäinen, joka muotoili ajatuksen atomien olemassaolosta, oli kreikkalainen filosofi Demokritos (s.V-VI eKr.) puhtaasti kuvitteellisista spekulaatioista (niin kuin tiede tuolloin ymmärrettiin).
Myöhemmät filosofit, kuten Leukippos ja Epikuros, omaksuivat hänen opintojaan, mutta se jätettiin huomiotta. keskiaikainen, jota varjostaa kreationistinen maailmanselitys, joka piti kaiken Jumalasta.
Meidän piti odottaa vuoteen 1773, jolloin ranskalainen kemisti Antoine de Lavoisier esitti teoriansa aineen luomattomuudesta tai tuhoutumisesta (se vain muuttuu) tai Massan säilymisen laki, jonka ansiosta John Dalton muotoili ensimmäisen modernin atomiteorian vuonna 1804.
Peräkkäiset tutkijat fyysistä ja kemia He saivat inspiraationsa hänen työstään ehdottaa parempia ja monimutkaisempia järjestelmiä aineen perushiukkasten ymmärtämiseksi. Myöhemmin ehdotettiin uusia atomimalleja nykyisin eniten käytettyihin asti.
Nykyaikainen hyväksytty rakenne on peräisin kokeiluja Rutherfordin vuonna 1911, sekä Niels Bohrin, Schrödingerin ja Heisenbergin muotoilut.
Molekyyli
Molekyyli tunnetaan kahden tai useamman atomin yhdistymisenä kemiallisten sidosten kautta monimutkaisemman ja sähköisesti neutraalin rakenteen muodostamiseksi. Kemialliset sidokset voivat olla kovalenttisia tai ionisia.
Molekyylit voivat koostua saman kemiallisen alkuaineen atomeista, esimerkiksi happimolekyylistä (O2), tai eri kemiallisten alkuaineiden atomeista, esimerkiksi glukoosimolekyylistä. Monatomiset kaasut, esimerkiksi helium (He), katsotaan myös molekyyleiksi.