Τι είναι ένας άτομος;
Το άτομο ορίζεται ως το μικρότερο σωματίδιο ενός υλικού που μπορεί να υπάρξει αυτόνομα ή να συνδυαστεί με άλλα άτομα για τη δημιουργία ενός μόριου.
Το 1808, ο περίφημος αγγλικός χημικός, φυσικός και μετεωρολόγος John Dalton δημοσίευσε τη θεωρία του άτομου. Σε εκείνη την εποχή, πολλά ανεξήγητα χημικά φαινόμενα αποκαλύφθηκαν γρήγορα από τη θεωρία του Dalton. Επομένως, η θεωρία έγινε η θεωρητική βάση της χημείας. Οι προτάσεις της θεωρίας του Dalton για το άτομο ήταν οι εξής.
Όλη η ύλη αποτελείται από μικρά, αδιαίρετα και αναλώσιμα σωματίδια που ονομάζονται άτομα.
Όλα τα άτομα του ίδιου στοιχείου έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά, αλλά διαφέρουν από τα άτομα άλλων στοιχείων.
Τα άτομα διαφορετικών στοιχείων συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα σύνθετο.
Μια χημική αντίδραση είναι τίποτα άλλο από μια ανακατανομή αυτών των ατόμων.
Τα άτομα δεν μπορούν να δημιουργηθούν ή να καταστραφούν με κανέναν τρόπο.
Η θεωρία του Dalton είχε κάποιες αδυναμίες, όπως: σήμερα ξέρουμε ότι τα άτομα μπορούν να καταστραφούν. Επίσης, κάποια άτομα του ίδιου στοιχείου διαφέρουν στη μάζα (ισότοπα). Η θεωρία δεν εξηγεί επίσης την ύπαρξη των αλλοτρόπων.
Αλλά στη σύγχρονη εποχή, η έννοια του άτομου βασίζεται στη συνδυασμό των πλεονεκτημάτων του μοντέλου άτομου Rutherford και του μοντέλου άτομου Bohr. Όλα τα υλικά αποτελούνται από άτομα. Όλα τα άτομα αποτελούνται από,
Νάκλεα
Ηλεκτρόνια
Νάκλεα του Άτομου
Το νάκλειο βρίσκεται στο κέντρο του άτομου. Το διάμετρο του νάκλειου είναι περίπου 1/10000 του διαμέτρου του ολόκληρου άτομου. Σχεδόν ολόκληρη η μάζα του άτομου συγκεντρώνεται στο νάκλειό του. Το νάκλειο αποτελείται από δύο είδη σωματιδίων,
Πρωτόνια
Νετρόνια
Πρωτόνια
Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτίζοντα σωματίδια. Το φορτίο κάθε πρωτονίου είναι 1.6 × 10-19 Coulomb. Το αριθμός των πρωτονίων στο νάκλειο ενός άτομου αντιπροσωπεύει τον ατομικό αριθμό του άτομου.
Νετρόνια
Τα νετρόνια δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Δηλαδή, τα νετρόνια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια. Η μάζα κάθε νετρονίου είναι ίση με τη μάζα του πρωτονίου.
Το νάκλειο είναι θετικά φορτίζον από την παρουσία θετικά φορτίζοντων πρωτονίων. Σε οποιοδήποτε υλικό, το βάρος του άτομου και τα ραδιενεργά χαρακτηριστικά συνδέονται με το νάκλειο.
Ηλεκτρόνια
Το ηλεκτρόνιο είναι ένα αρνητικά φορτίζον σωματίδιο που υπάρχει στα άτομα. Το φορτίο κάθε ηλεκτρονίου είναι – 1.6 × 10 – 19 Coulomb. Αυτά τα ηλεκτρόνια περιβάλλουν το νάκλειο. Κάποιες πληροφορίες για τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο είναι απαρίθμηση και εξήγηση παρακάτω,
Εάν ένα άτομο έχει τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων, το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, καθώς το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων ισορροπεί το θετικό φορτίο των πρωτονίων.
Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από το νάκλειο σε σελίδες (επίσης ονομάζονται τροχιές).
Μια δύναμη ελκύσεως ασκείται στα αρνητικά φορτίζοντα ηλεκτρόνια από το θετικά φορτίζον νάκλειο. Αυτή η δύναμη ελκύσεως λειτουργεί ως κεντροδέσμια δύναμη που απαιτείται για την περιστροφή των ηλεκτρονίων γύρω από το νάκλειο.
Τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται κοντά στο νάκλειο είναι στενά δεμένα με το νάκλειο και είναι πιο δύσκολο να απομακρυνθούν (να αφαιρεθούν) αυτά τα ηλεκτρόνια από το άτομο από ό,τι εκείνα που βρίσκονται μακριά από το νάκλειο.
Η δομή των άτομων αλουμινίου είναι δείκνυται στο παρακάτω σχήμα-
Χρειάζεται ένα συγκεκριμένο ποσό ενέργειας για να αφαιρεθεί το ηλεκτρόνιο από την τροχιά του. Η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί το ηλεκτρόνιο από την πρώτη τροχιά είναι πολύ μεγαλύτερη σε σύγκριση με την ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί το ηλεκτρόνιο από την εξωτερική τροχιά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η δύναμη ελκύσεως που ασκείται από το νάκλειο στα ηλεκτρόνια στην πρώτη τροχιά είναι πολύ μεγαλύτερη σε σύγκριση με τη δύναμη ελκύσεως που ασκείται στα ηλεκτρόνια της εξωτερικής τροχιάς. Ομοίως, η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί το ηλεκτρόνιο από τη δεύτερη τροχιά θα είναι λιγότερη σε σύγκριση με την πρώτη τροχιά και μεγαλύτερη από την τρίτη τροχιά. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι τα ηλεκτρόνια στις τροχιές είναι συνδεδεμένα με ένα συγκεκριμένο ποσό ενέργειας. Έτσι, οι τροχιές ή οι σελίδες αναφέρονται επίσης ως επίπεδα ενέργειας.
Τα επίπεδα ενέργειας σημειώνονται με τα γράμματα K, L, M, N, κλπ. Όπου, K είναι η πιο κοντινή τροχιά στο νάκλειο και έχει το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αντιθέτως, η πιο εξωτερική τροχιά έχει το υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε κάθε επίπεδο ενέργειας δίνεται από το '2n2', όπου n είναι ένας ακέραιος και αντιπροσωπεύει το 'πρωτεύον κβαντικό αριθμό'. Για διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, οι τιμές του 'n' και ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων δίνονται στο παρακάτω πίνακα
