Hvad er et Atom?

Et atom defineres som den mindste partikel af et stof, der kan eksistere for sig selv eller kombineres med andre atomer for at danne et molekyle.

I år 1808 offentliggjorde den berømte engelske kemiker, fysiker og meteorolog John Dalton sin teori om atom. På det tidspunkt blev mange uforklarede kemiske fænomener hurtigt opklaret af Daltons teori. Derfor blev teorien til en teoretisk grundlag for kemi. Postulaterne i Daltons atomteori var følgende.

• Alt stof er sammensat af små udelige og uopdelelige partikler kaldet atomer.

• Alle atomer af samme element har identiske egenskaber, men adskiller sig fra atomer af andre elementer.

• Atomer af forskellige elementer kombinerer sig for at danne et kompound.

• En kemisk reaktion er intet andet end en omskiftning af disse atomer.

• Atomer kan ikke skabes eller destrueres på nogen måde.

Daltons teori havde visse ulemper, som f.eks. at vi i dag ved, at atomer kan destrueres. Desuden varer atomer af samme element i deres masse (isotoper). Teorien kunne heller ikke forklare eksistensen af allotroper.

Men i moderne tider er begrebet atom baseret på kombinationen af fordelene ved Rutherfords atommodel og Bohrs atommodel. Alt stof er sammensat af atomer. Alle atomer består af,

1. Kernen

2. Elektroner

Kernen i Atom

Kernen er placeret i centrum af atomet. Diameteren af kernen er omkring 1/10000 af diameteren af hele atomet. Næsten hele massen af atomet er koncentreret i dens kerne. Kernen selv består af to typer partikler,

1. Proton

2. Neutron

Proton

Protoner er positivt ladete partikler. Ladningen på hvert proton er 1,6 × 10-19 Coulomb. Antallet af protoner i kernen af et atom repræsenterer atomets atomnummer.

Neutron

Neutroner har ingen elektrisk ladning. Det betyder, at neutroner er elektrisk neutrale partikler. Massen af hvert neutron er lig med massen af protonet.
Kernen er positivt ladet på grund af tilstedeværelsen af positivt ladede protoner. I ethvert materiale er vægten af atomet og radioaktive egenskaber forbundet med kernen.

Elektroner

Et elektron er en negativt ladet partikel, der findes i atomerne. Ladningen på hvert elektron er – 1,6 × 10 – 19 Coulomb. Disse elektroner omgiver kernen. Nogle faktorer om elektroner i et atom er opført og forklaret nedenfor,

• Hvis et atom har det samme antal protoner og elektroner, er atomet elektrisk neutralt, da den negative ladning af elektroner neutraliserer den positive ladning af protoner.

• Elektroner bevæger sig omkring kernen i skal (også kaldet baner).

• En trækraft udøves på negativt ladede elektroner af positivt ladet kernen. Denne trækraft fungerer som centripetal kraft, der er nødvendig for elektronernes revolution om kernen.

• Elektroner, der er tæt på kernen, er tæt bundet til kernen, og det er sværere at trække (fjerne) disse elektroner fra atomet end dem, der er langt fra kernen.

• Strukturen af aluminiumatomer er vist i figuren nedenfor-

• Der kræves en bestemt mængde energi for at fjerne elektronet fra dets bane. Energi, der kræves for at fjerne elektronet fra den første bane, er meget mere sammenlignet med energien, der kræves for at fjerne elektronet fra den ydre bane. Dette skyldes, at trækraften, der udøves af kernen på elektroner i den første bane, er meget større sammenlignet med trækraften, der udøves på elektroner i den ydre bane. Ligeså vil energien, der kræves for at fjerne elektronet fra den anden bane, være mindre sammenlignet med den første bane og større end den tredje bane. Derfor kan vi sige, at elektroner i banerne er forbundet med en bestemt mængde energi. Således refereres banerne eller skaller også som energiniveauer.

• Energinitteauerne angives med bogstaverne K, L, M, N osv. Hvor K er den nærmeste bane til kernen og har det laveste energiniveau. Omvendt har den yderste bane det højeste energiniveau.

• Den maksimale mængde elektroner i ethvert energiniveau er givet ved, ‘2n2’, hvor n er et heltal og repræsenterer “hovedkvanttal”. For forskellige energiniveauer er værdien af ‘n’ og den maksimale mængde elektroner som angivet i tabellen nedenfor

• Den ovenstående formel (2n2) bruges til at bestemme det maksimale antal elektroner i enhver skalle, har nogle begrænsninger. Antallet af elektroner i den yderste skalle (højeste energiniveau) kan ikke overstige 8. F.eks. lad os overveje kalciumatomet, der har 20 elektroner, der cirkulerer omkring dens kerne. Ifølge formlen i ovenstående regel, altså 2n2, vil elektronfordelingen være 2 elektroner i K-niveau, 8 elektroner i L-niveau, og der vil være 10 elektroner tilbage. Men elektronerne i det yderste energiniveau kan ikke overstige 8. Derfor vil der være 8 elektroner i M-niveau, og de resterende 2 elektroner vil gå til det næste energiniveau, altså 2 elektroner vil gå til N-niveau. Elektronkonfigurationen af kalciumatomet er vist i figuren nedenfor-