Què és un àtom?

Un àtom es defineix com la partícula més petita d'una substància que pot existir per si mateixa o combinar-se amb altres àtoms per formar una molècula.

En el any 1808, el famós químic, físic i meteoròleg anglès John Dalton va publicar la seva teoria de l'àtom. En aquell moment, molts fenòmens químics no explicats es van desxifrar ràpidament gràcies a la teoria de Dalton. Per tant, la teoria es va convertir en la base teòrica de la química. Les postulacions de la teoria atòmica de Dalton eren les següents.

• Tota matèria està formada per petites partícules indivisibles i indestructibles anomenades àtoms.

• Tots els àtoms del mateix element tenen propietats idèntiques, però difereixen dels àtoms d'altres elements.

• Els àtoms d'elements diferents s'uneixen per formar un compost.

• Una reacció química no és res més que una reorganització d'aquests àtoms.

• Els àtoms no es poden crear ni destruir per cap mitjà.

La teoria de Dalton tenia alguns defectes, com ara; avui sabem que els àtoms es poden destruir. També, alguns àtoms del mateix element varien en la seva massa (isòtops). La teoria també falla en explicar l'existència d'al·lotropes.

Però en l'era moderna, el concepte d'àtom es basa en la combinació dels mèrits del model atòmic de Rutherford i model atòmic de Bohr. Totes les substàncies estan formades per àtoms. Tots els àtoms consisteixen en,

1. Nucle

2. Electrons

Nucle de l'Àtom

El nucle es troba al centre de l'àtom. El diàmetre del nucle és d'aproximadament 1/10000 del diàmetre de tot l'àtom. Gairebé tota la massa de l'àtom està concentrada en el seu nucle. El nucle mateix consta de dos tipus de partícules,

1. Pròtons

2. Neutrons

Pròton

Els pròtons són partícules carregades positivament. La càrrega de cada pròton és 1.6 × 10-19 Coulomb. El nombre de pròtons en el nucle d'un àtom representa el número atòmic de l'àtom.

Neutró

Els neutrons no tenen cap càrrega elèctrica. Això vol dir que els neutrons són partícules elèctricament neutres. La massa de cada neutró és igual a la massa del pròton.
El nucle està carregat positivament degut a la presència de pròtons carregats positivament. En qualsevol material, el pes de l'àtom i les propietats radioactives estan associades al nucle.

Electrons

Un electró és una partícula carregada negativament present en els àtoms. La càrrega de cada electró és – 1.6 × 10 – 19 Coulomb. Aquests electrons envolten el nucle. Alguns fets sobre els electrons en un àtom són llistats i explicats a continuació,

• Si un àtom té el mateix nombre de pròtons i electrons, l'àtom és elèctricament neutre, ja que la càrrega negativa dels electrons neutralitza la càrrega positiva dels pròtons.

• Els electrons giren al voltant del nucle en conques (també anomenades òrbites).

• Una força d'atracció s'exerceix sobre els electrons carregats negativament pel nucle carregat positivament. Aquesta força d'atracció funciona com a força centrípeta necessària per a la revolució dels electrons al voltant del nucle.

• Els electrons que estan propers al nucle estan més fortement lligats al nucle i és més difícil treure (eliminar) aquests electrons de l'àtom que els que estan lluny del nucle.

• La estructura dels àtoms d'alumini es mostra a la figura següent-

• Es requereix una quantitat definida d'energia per treure l'electrò del seu òrbita. L'energia requerida per treure l'electrò de la primera òrbita és molt més comparada amb l'energia requerida per treure l'electrò de l'òrbita exterior. Això és degut a la força d'atracció exercida pel nucle sobre els electrons en la primera òrbita, que és molt més gran comparada amb la força d'atracció exercida sobre els electrons de l'òrbita exterior. De manera similar, l'energia requerida per treure l'electrò de la segona òrbita serà menor comparada amb la primera òrbita i major que la tercera òrbita. Per tant, podem dir que els electrons en l'òrbita estan associats amb una quantitat definida d'energia. Així, les òrbites o conques també es coneixen com a nivells d'energia.

• Els nivells d'energia es denoten amb les lletres K, L, M, N, etc. On, K és l'òrbita més propera al nucle i té el nivell d'energia més baix. Al contrari, l'òrbita més exterior té el nivell d'energia més alt.

• El nombre màxim d'electrons en qualsevol nivell d'energia es dona per, '2n2', on, n és un enter i representa el "nombre quàntic principal". Per als diferents nivells d'energia, el valor de 'n' i el nombre màxim d'electrons es donen a la taula següent

• La fórmula anterior (2n2) utilitzada per determinar el nombre màxim d'electrons en qualsevol conca, té algunes limitacions. El nombre d'electrons en la conca més exterior (nivell d'energia més alt) no pot superar els 8. Per exemple, considerem l'àtom de calci, que té 20 electrons orbitant al voltant del seu nucle. Segons la regla de la fórmula anterior, 2n2, la distribució d'electrons serà 2 electrons al nivell K, 8 electrons al nivell L i hi haurà 10 electrons restants. Però els electrons en el nivell d'energia més exterior no poden superar els 8. Per tant, hi haurà 8 electrons al nivell M i els 2 electrons restants passaran al següent nivell d'energia, és a dir, 2 electrons passaran al nivell N. La configuració electrònica de l'àtom de calci es mostra a la figura següent-