Selgitame, mis on aatom ja kuidas selle iga osa koosneb. Samuti selle ajalugu, uuringud selle kohta ja mis on molekul.
Mis on aatom?
Väikseim ühik, mis moodustab asja.
Sõna aatom pärineb vanakreeka keelest (aatom, "Ilma jagunemiseta") ja selle lõid esimesed filosoofid, kes hakkasid teoreetistid asjade koostise, st elementaarosakeste kohta. universum. Sellest ajast peale, kui tekkis aatomi mudelid, on nende kujutlemise viis tohutult varieerunud, kuna aatomimudel järgnes eelnevale läbi sajandite, kuni jõudsime selleni, mida kasutame praegu.
Aatomitel on omadused keemiline element mis moodustavad ja omakorda elemendid on organiseeritud ja klassifitseeritud nende järgi aatomnumbrid, elektrooniline konfiguratsioon ja keemilised omadused Perioodilisustabel elementidest.
Sama keemiline element võib koosneda sama klassi erinevatest aatomitest, st sama aatominumbriga (arv prootonid mida iga aatomi elemendis on), kuigi nende aatommassid on erinevad.
Näiteks on sama elemendi erinevad aatomid, mis erinevad oma arvu poolest neutronid, ja neid nimetatakse isotoopideks, tüüpiline juhtum on elemendi süsinik (12C, 13C, 14C) isotoobid. Niisiis, iga aatom kuulub olenevalt prootonite arvust samasse keemilisse elementi või mitte, seega kuuluvad sama arvu prootonitega aatomid samasse keemilisse elementi.
Kuidas aatom koosneb?
Aatomid koosnevad tuumast ja ühest või mitmest elektronist (millel on negatiivne laeng) selle ümber. Tuum koosneb osakestest, mida nimetatakse prootoniteks ja neutroniteks. Prootonid on positiivselt laetud ja neutronid on neutraalsed. Prootonite ja neutronite kogumit nimetatakse nukleoniteks.
Prootoneid ja elektrone tõmbab teineteise poole elektromagnetiline jõud (laetud osakeste vastastikmõju elektri- ja magnetväljadega), prootoneid ja neutroneid aga tuumajõud (jõud, mida kogevad ainult need osakesed, mis moodustavad aatomituum).
Kuidas aatomid ühinevad?
Aatomid võivad moodustuda üksteisega ühineda keemilised sidemed, mis juhtub, kui nad ühel või teisel viisil oma elektrone jagavad. Keemilised sidemed võivad olla kovalentne, iooniline Y metallist, mis tekitab kovalentseid molekulaarühendeid, ioonvõrgustikke või metalliühendeid (kuigi on oluline selgitada, et ükski keemiline side pole absoluutselt kovalentne ega ioonne). Sel viisil võivad aatomid moodustuda ühineda molekulid lihtne nagu Vesi, samuti vormida makromolekulid keeruline nagu valk, DNA Y RNA.
Kuigi aatomid eristuvad üksteisest tänu nende osakeste konfiguratsioonile, on tõsi ka see, et sama elemendi kõik aatomid on täpselt identsed: vesinikuaatomid Päike Need on samad, mis moodustavad meie keha ja süsinikuaatomid koera kehas on identsed teemantiga. Erinevus seisneb selles, kuidas aatomid ühinevad erinevateks keemilisteks ühenditeks, mis moodustavad elundid ja organsüsteemid. elusolendid, materjalid, mis on tekkinud tööstuseleja kogu universumi moodustava ainega.
Aatomi osad
Aatomid koosnevad kahest olulisest osast:
- Tuum. Umbes 99,94% aatomi massist on koondunud tuumas, kus prootonid ja neutronid (mida koos nimetatakse "nukleoniteks") on ühendatud tugevate tuumajõududega, mis takistab prootonite üksteist tõrjumist, millel on sama elektrienergia. tasu.
- Aatomi orbitaalid. Orbitaal kirjeldab aatomituuma ümbritsevat ruumipiirkonda, milles on tõenäosus elektroni leidmine on väga kõrge. Need piirkonnad on erineva kujuga, mis saadakse statsionaarse Schrödingeri võrrandi lahendamise tulemusena. Erwin Schrödinger oli Austria teadlane, kes töötas selle võrrandi välja 1925. aastal, et arvutada subatomaarsete osakeste, näiteks elektronide evolutsioon. Seega moodustavad elektronid tuuma ümber omamoodi "pilve", mida esindab aatomiorbitaalide kuju. Teisest küljest vastab iga aatomiorbitaal elektronide jaoks teatud energiaväärtusele, seega on need organiseeritud vastavalt nende energiaväärtustele. Järgmine joonis näitab esimeste aatomiorbitaalide kuju:
Aatomi ajalugu
Esimesena sõnastas idee aatomite olemasolust Kreeka filosoof Demokritos (s.V-VI eKr) puhtalt väljamõeldud spekulatsioonidest (nagu tol ajal teadust mõisteti).
Tema õpinguid võtsid kasutusele hilisemad filosoofid, nagu Leucippus ja Epicurus, kuid see jäeti 1995. aastal tähelepanuta. keskaegne, mida varjutas kreatsionistlik maailmaseletus, mis omistas kõik Jumalale.
Tuli oodata aastani 1773, mil prantsuse keemik Antoine de Lavoisier postuleeris oma teooria mateeria mitteloomise või hävimise kohta (see ainult muundub) või Massi jäävuse seadus, mis võimaldas John Daltonil 1804. aastal sõnastada esimese kaasaegse aatomiteooria.
Järjestikused teadlased füüsiline ja keemia nad olid inspireeritud tema tööst, et pakkuda paremaid ja keerukamaid süsteeme aine põhiosakeste mõistmiseks. Seejärel pakuti välja uued aatomimudelid kuni tänapäeval enimkasutatud mudeliteni.
Kaasaegne aktsepteeritud struktuur on see, mis tuleneb katsed Rutherfordi 1911. aastal koos Niels Bohri, Schrödingeri ja Heisenbergi formuleeringutega.
Molekul
Molekuli tuntakse kahe või enama aatomi liitumisena keemiliste sidemete kaudu, et moodustada keerulisem ja elektriliselt neutraalsem struktuur. Keemilised sidemed võivad olla kovalentsed või ioonsed.
Molekulid võivad koosneda sama keemilise elemendi, näiteks hapniku molekuli (O2) aatomitest või erinevate keemiliste elementide aatomitest, näiteks glükoosi molekulist. Molekulideks peetakse ka monoatomseid gaase, näiteks heeliumi (He).