Мы объясняем, что такое атом и как устроена каждая из его частей. Кроме того, его история, исследования о нем и о том, что такое молекула.
Что такое атом?
Наименьшая единица, составляющая иметь значение.
Слово атом происходит от древнегреческого (атом, «Без разделения») и был придуман первыми философами для теоретизирования состава вещей, то есть элементарных частиц вселенная. С тех пор с появлением атомные модели, способ их представления сильно изменился, поскольку атомная модель сменяла предыдущую на протяжении веков, пока мы не достигли той, которую используем сегодня.
Атомы обладают свойствами химический элемент которые составляют и, в свою очередь, элементы организованы и классифицируются в соответствии с их атомные номера, электронная конфигурация и химические свойства в Периодическая таблица элементов.
Один и тот же химический элемент может состоять из разных атомов одного и того же класса, то есть с одним и тем же атомным номером (числом протоны что каждый атом имеет в элементе), хотя их атомные массы различны.
Например, есть разные атомы одного и того же элемента, которые различаются по количеству атомов. нейтроны, и они называются изотопами, представительным случаем являются изотопы элемента углерода (12C, 13C, 14C). Итак, каждый атом принадлежит к одному и тому же химическому элементу или нет, в зависимости от его количества протонов, поэтому атомы с одинаковым количеством протонов принадлежат одному и тому же химическому элементу.
Как устроен атом?
Атомы состоят из ядра и одного или нескольких электронов (которые имеют отрицательный заряд) вокруг него. Ядро состоит из частиц, называемых протонами и нейтронами. Протоны заряжены положительно, а нейтроны нейтральны. Набор протонов и нейтронов называется нуклонами.
Протоны и электроны притягиваются друг к другу электромагнитной силой (взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями), в то время как протоны и нейтроны притягиваются друг к другу ядерной силой (сила, с которой сталкиваются только частицы, составляющие атомное ядро).
Как соединяются атомы?
Атомы могут объединяться друг с другом, образуя химические связи, что происходит, когда они тем или иным образом делятся своими электронами. Химические связи могут быть ковалентный, ионный Y металлический, который порождает ковалентные молекулярные соединения, ионные сети или металлические соединения (хотя важно уточнить, что никакая химическая связь не является абсолютно ковалентной или ионной). Таким образом, атомы могут объединяться в молекулы просто как Воды, а также формировать макромолекулы сложный как белок, ДНК Y РНК.
Хотя атомы отличаются друг от друга конфигурацией своих частиц, верно также и то, что все атомы одного и того же элемента в точности идентичны: атомы водорода в солнце Они такие же, как и те, из которых состоит наше тело, а атомы углерода в теле собаки идентичны тем, из которых состоит алмаз. Разница заключается в том, как атомы объединяются, образуя различные химические соединения, из которых состоят органы и системы органов в живые существа, материалы, генерируемые в промышленность, и все, что составляет вселенную.
Части атома
Атомы состоят из двух основных частей:
- Ядро. Около 99,94% массы атома сосредоточено в ядре, где протоны и нейтроны (которые вместе называются «нуклонами») соединены сильными ядерными силами, которые не позволяют протонам, которые они отталкивают друг друга, иметь одинаковую электрическую обвинение.
- Атомные орбитали. Орбиталь описывает область пространства вокруг атомного ядра, в которой вероятность найти электрон очень высоко. Эти области имеют разный вид, который получается в результате решения стационарного уравнения Шредингера. Эрвин Шредингер был австрийским ученым, который разработал это уравнение в 1925 году для расчета эволюции субатомных частиц, таких как электроны. Таким образом, электроны образуют своего рода «облако» вокруг ядра, которое представлено формой атомных орбиталей. С другой стороны, каждой атомной орбитали соответствует определенное значение энергии для электронов, поэтому они организованы в соответствии с их значениями энергии. На следующем рисунке показаны формы первых атомных орбиталей:
История атома
Первым, кто сформулировал идею существования атомов, был греческий философ Демокрит (с.V-VI до н.э.) из чисто воображаемых домыслов (как тогда понималась наука).
Его исследованиями подхватили более поздние философы, такие как Левкипп и Эпикур, но им пренебрегли во время средневековый, омраченный креационистским объяснением мира, приписывающим все Богу.
Нам пришлось подождать до 1773 года, когда французский химик Антуан де Лавуазье постулировал свою теорию о невозможности создания или разрушения материи (она только трансформирует) или Закон сохранения массы, что позволило Джону Далтону сформулировать первую современную атомную теорию в 1804 году.
Последовательные ученые физический и химия они были вдохновлены его работой, чтобы предложить лучшие и более сложные системы для понимания фундаментальных частиц материи. Впоследствии были предложены новые атомные модели, вплоть до наиболее используемых сегодня.
Современная принятая структура является производной от эксперименты Резерфорда в 1911 году, наряду с формулировками Нильса Бора, Шредингера и Гейзенберга.
Молекула
Молекула известна как объединение двух или более атомов посредством химических связей с образованием более сложной и электрически нейтральной структуры. Химические связи могут быть ковалентными или ионными.
Молекулы могут состоять из атомов одного и того же химического элемента, например, молекулы кислорода (O2), или из атомов разных химических элементов, например, молекулы глюкозы. Одноатомные газы, например гелий (He), также считаются молекулами.