Nini ni Atomi?

Atomu unadefiniwa kama chembe cha chache cha jinsi ambacho linaweza kuwako peke yake au kuchanganyikiwa na atomu mengine ya kutengeneza molekuli.

Mwaka 1808, mwanasayansi mkuu wa Kiingereza, John Dalton, alipublishe teori yake ya atomu. Wakati ule, mabadiliko mengi ya kimikia ambayo hayajulikana zilipata mafanikio mara moja baada ya teori ya Dalton. Kwa hivyo, teori hiyo ilikuwa msingi wa kimikia. Maudhui muhimu ya teori ya atomu ya Dalton vilikuwa vizifuataki.

• Vichombo vyote vya utambuzi ni vya chembe chache chenye viungo na siyofikiwa vinavyoitwa atomu.

• Atomu zote za kitu moja wanaweza kuwa na sifa tofauti lakini wakfuwa na atomu za vitu vingine.

• Atomu za vitu tofauti huunganishwa pamoja kutengeneza majumbe.

• Mzunguko wa kimikia ni bila shaka upanirushaji wa atomu hizo tu.

• Atomu hazitengeneziwi na hazifutwe kwa njia yoyote.

Teori ya Dalton ilikuwa na matatizo fulani kama vile, leo tunajua kuwa atomu zinaweza kufutwa. Pia, atomu zote za kitu moja zina tofautiana katika uzito (isotopes). Teori hiyo pia haifananie na umuhimu wa allotropes.

Lakini katika zamani hii, maoni ya atomu yanategemea juu ya kuchanganya faida za modeli ya atomu ya Rutherford na modeli ya atomu ya Bohr. Vichombo vyote vya utambuzi vyanaweza kutengenezwa na atomu. Atomu zote zinazozunguka,

1. Nukleasi

2. Elektroni

Nukleasi ya Atomu

Nukleasi inaonekana katika pembeni ya atomu. Urefu wa nukleasi ni karibu na 1/10000 wa urefu wa atomu nzima. Uzito wa atomu nzima unaonekana katika nukleasi. Nukleasi ina viungo vya chembe chache,

1. Protoni

2. Neutroni

Protoni

Protoni ni viungo vya chembe chache vinavyojumuisha umuhimu chanya. Umuhimu wa protoni kila moja ni 1.6 × 10-19 Coulomb. Idadi ya protoni katika nukleasi ya atomu inarepresenta namba ya atomu.

Neutroni

Neutroni haijumuishi umuhimu wowote wa umma. Maana, neutroni ni viungo vya chembe chache vinavyoweza kuwa neutrali. Uzito wa neutroni kila moja ni sawa na uzito wa protoni.
Nukleasi ina umuhimu chanya kutokana na uwepo wa protoni wenye umuhimu chanya. Katika chochote chenye uzito, uzito wa atomu na sifa za radioactivity zinazohusiana na nukleasi.

Elektroni

Elektroni ni viungo vya chembe chache vinavyojumuisha umuhimu chache vinavyoweza kuwako katika atomu. Umuhimu wa elektroni kila moja ni – 1.6 × 10 – 19 Coulomb. Elektroni haya hupanda mpaka nukleasi. Hapa kuna maelezo fulani kuhusu elektroni katika atomu,

• Ikiwa atomu anayekuwa na idadi sawa ya protoni na elektroni, atomu hiyo itakuwa neutrali kwa sababu umuhimu chache wa elektroni hutengenezea umuhimu chanya wa protoni.

• Elektroni hupanda mpaka nukleasi katika shelisi (vijiji vingine vinaelekea orbits).

• Nguvu ya kutarajiha elektrostatic inatefsiriwa kwa elektroni chache na nukleasi chanya. Nguvu hii inafanya kazi kama nguvu centripetal yenye hitaji wa kupanda elektroni mpaka nukleasi.

• Elektroni zinazopanda karibu na nukleasi zinaweza kutarajiwa sana na nukleasi na ni ngumu kupiga zile elektroni kutoka kwenye atomu kuliko zile zinazopanda mbali na nukleasi.

• Mauzo ya atomu ya aluminum inachanganyikiwa kwenye picha ifuatayo-

• Unguo wa namba fulani wa energy unahitaji kutengeneza elektroni kutoka kwenye orbit lake. Energy inayohitajika kutengeneza elektroni kutoka kwenye orbit ya kwanza ni zaidi sana kuliko energy inayohitajika kutengeneza elektroni kutoka kwenye orbit ya nje. Hii ni kwa sababu nguvu ya kutarajiha elektrostatic inayotolewa na nukleasi kwa elektroni katika orbit ya kwanza ni zaidi sana kuliko nguvu inayotolewa kwa elektroni za orbit ya nje. Vilevile, energy inayohitajika kutengeneza elektroni kutoka kwenye orbit ya pili itakuwa chache kuliko orbit ya kwanza na zaidi kuliko orbit ya tatu. Kwa hivyo, tunaweza sema kwamba elektroni katika orbit zinaunganishwa na energy fulani. Hivyo basi, orbits au shelisi zinaweza kutambuliwa kama kiwango cha energy.

• Kiwango cha energy kinatumia herufi K, L, M, N, na kadhalika. Kwa ambapo K ni orbit iko karibu zaidi na nukleasi na kinazo na kiwango cha energy chache zaidi. Kinyume, orbit ya nje zinazo na kiwango cha energy kibaya zaidi.

• Idadi ya elektroni zinazoweza kuwa katika kiwango cha energy kilicho chache ni ‘2n2’, ambapo, n ni integer na inawakilisha “principal quantum number”. Kwa ajili ya kiwango tofauti cha energy, thamani ya ‘n’ na idadi ya elektroni kuu zimeandikwa kwenye meza ifuatayo

• Formula ya juu (2n2) inatumika kwa ajili ya kupata idadi kuu ya elektroni katika shell lolote, ina changamoto fulani. Idadi ya elektroni katika orbit ya nje (kiwango cha energy cha juu) haipewe kuwa zaidi ya 8. Kwa mfano, tufanye tathmini ya atomu ya calcium, inayokuwa na 20 elektroni yanayopanda mpaka nukleasi yake. Kulingana na formula ya sheria ya juu i.e. 2n2, utaratibu wa elektroni utakuwa kama 2 elektroni katika kiwango cha K, 8 elektroni katika kiwango cha L na itakuwa na idadi ya elektr