Mis on aatom?

Aatom defineeritakse kui väikseim aineosake, mis saab eksisteerida iseseisvalt või siduda teiste aatomitega molekuli moodustamiseks.

Aastal 1808 avaldas tuntud inglise keemik, füüsik ja meteoroloog John Dalton oma aatomiteooria. Sel ajal selgus palju eelnevalt mõistmatuid keemilisi nähtusi kiiresti Daltoni teooriaga. Seetõttu sai teooria keemiategude teoreetiliseks aluseks. Daltoni aatomiteooria põhipunktid olid järgmised.

• Kõik ained koosnevad väikesest mittejaotatavatest ja mittehävitavatest osakestest, mida nimetatakse aatomideks.

• Kõik ühe elemendi aatomid omavad identseid omadusi, kuid erinevad teiste elementide aatomidelt.

• Erinevate elementide aatomid siduvad kokku, et moodustada ühendit.

• Keemiline reaktsioon on mitte muud kui nende aatomite ümberpaigutus.

• Aatome ei saa mitte mingil moel luua ega hävitada.

Daltoni teoorial oli mõned puudused, nagu näiteks, tänapäeval teame, et aatome saab hävitada. Samuti on mõned sama elemendi aatomid erinevas massis (isotoopid). Teooria ei suuda seletada allootroopide olemasolu.

Kuid tänapäevas on aatomi mõiste põhineb Rutherfordi aatomimudeli ja Bohri aatomimudeli eelistuste kombinamisel. Kõik ained koosnevad aatomidest. Kõik aatomid koosnevad,

1. Ydin

2. Elektronid

Aatomi ydin

Ydin asub aatomi keskel. Ydini läbimõõt on umbes 1/10000 kogu aatomi läbimõõdust. Aatomi peaaegu kogu mass on koncentreeritud selle ydinas. Ydin ise koosneb kahest tüüpi osakestest,

1. Prooton

2. Neutron

Prooton

Prootonid on positiivselt laetud osakesed. Iga prootoni laeng on 1.6 × 10-19 Coulomb. Prootonide arv aatomi ydinis esindab aatomi atoomiarvu.

Neutron

Neutronid ei omagi elektrilaengut. See tähendab, et neutronid on elektriliselt neutraalsed osakesed. Iga neutroni mass on võrdne prootoni massiga.
Ydin on positiivselt laetud positiivselt laetud prootonide olemasolu tõttu. Igas materjalis on aatomi kaal ja radioaktiivsed omadused seotud ydiga.

Elektronid

Elektron on negatiivselt laetud osakes, mis asub aatomites. Iga elektroni laeng on – 1.6 × 10 – 19 Coulomb. Need elektronid ümbritsevad ydint. Mõned faktid elektronide kohta aatomi sees on loetletud ja selgitatud allpool,

• Kui aatomi omab sama arvu prootone ja elektrone, siis aatom on elektriliselt neutraalne, kuna elektronide negatiivne laeng kompenseerib prootonide positiivset laengut.

• Elektronid pöörlevad ympärile ydint poolikut (ka nimetatud orbiitina).

• Positiivselt laetud ydin väljendab negatiivselt laetud elektronidele vastu võetavat jõudu. See vastu võetav jõud töötab elektronide pöörelemiseks ympärile vajaliku sentripetaalse jõu kui.

• Elektronid, mis asuvad lähedal ydini, on tugevalt sidunud ydiga ja neid on raskem välja tõsta (eemaldada) aatomist kui need, mis asuvad kaugemal ydinst.

• Alumiiniumaatomi struktuur on näidatud järgmisel joonisel-

• Elektroni eemaldamiseks orbiitist on vaja kindlat energiamahu. Esimese orbiitist elektroni eemaldamiseks vajalik energia on palju suurem kui välima orbiitist elektroni eemaldamiseks vajalik energia. See on tingitud ydini väljendatud jõu tõttu, mis on suurem esimese orbiitiga võrreldes. Vastavalt on vaja teise orbiitist elektroni eemaldamiseks vähem energiat kui esimese orbiitist, kuid rohkem kui kolmanda orbiitist. Seega võime öelda, et orbiitides olevad elektronid on seotud kindla energiamahu. Nii orbiitid või poolikud viitavad ka energiatasemetena.

• Energiateasmed tähistatakse tähtedega K, L, M, N jne. K on lähima orbiit ydini ja tal on madalaim energiatase. Vastupidiselt on välima orbiitiga kõrgeim energiatase.

• Maksimaalne elektronide arv igas energiatasemes on antud valemiga '2n2', kus n on täisarv ja tähistab "põhiquantumnumbrit". Erinevate energiatasmete korral on väärtused 'n' ja maksimaalne elektronide arv tabelis allpool

• Eeltoodud valem (2n2) kasutatakse maksimaalset elektronide arvu määramiseks igas poolikus, on mõned piirangud. Välimas poolikus (kõrgeimas energiatasmes) olevate elektronide arv ei saa ületada kahte. Näiteks vaatame kaltsiumi aatomi, mille ümber pöörlevad 20 elektroni. Eelnimetatud reegli valemiga 2n2 elektronide jaotus oleks 2 elektroni K tasandil, 8 elektroni L tasandil ja jääks veel 10 elektroni. Kuid välimas energiatasmes olevate elektronide arv ei saa ületada kahte. Seega on 8 elektroni M tasandil ja jäänud 2 elektroni liiguvad järgmise energiatasme, st 2 elektroni liiguvad N tasandile. Kaltsiumi aatomi elektronkonfiguratsioon on näidatud järgmisel joonisel-