Budowa atomu

 

Atom (z gr. atomos, niepodzielny) - najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi składnik materii. Atomy składają się z jądra i otaczających to jądro elektronów. W jądrze znajdują się z kolei protony i neutrony. Jądro jest kilkadziesiąt tysięcy razy mniejsze od całego atomu i skupia ono w sobie praktycznie całą masę atomu, gdyż proton i neutron są o ok. 2000 razy cięższe od elektronu. Protony i neutrony mają w przybliżeniu taką samą masę. Neutrony są cząstkami obojętnymi elektrycznie, protony noszą ładunek elektryczny dodatni, zaś elektrony ujemny. W każdym atomie w stanie podstawowym liczba protonów i elektronów jest jednakowa. Wartość ładunku elektrycznego protonów i elektronów jest także jednakowa, więc atomy jako całość są obojętne elektrycznie. Atomy z liczbą elektronów różną od liczby protonów nazywane są jonami.

O właściwościach atomów decyduje głównie liczba protonów w jądrze atomowym, atomy o takiej samej liczbie protonów w jądrze należą do tego samego pierwiastka chemicznego

Rozmiary atomów nie są dokładnie określone z powodów kwantowych, zależą od rodzaju atomu i innych czynników, są rzędu 10-10 m. Masa w przedziale 10-27-10-25 kg.


Atomy są podstawowym elementami budującymi materię w chemii, nie zmieniają się  w reakcjach chemicznych. Atomy są najmniejszymi cząstkami rozróżnianymi metodami chemicznymi.

Liczba masowa (A) - wartość opisująca liczbę nukleonów (protonów i neutronów) w jądrze określonego izotopu atomu danego pierwiastka. Liczby masowej nie należy mylić z masą atomową, która wyznaczana jest metodami chemicznymi. Nierówność ta spowodowana jest trzema powodami:

  1. istnieniem izotopów;

  2. defektem masy jądra;

  3. atom składa się z jądra i elektronów.

Atomy mające tę samą liczbę masową, ale różną liczbę protonów, nazywa się izobarami.Liczbę masową izotopów pisze się tradycyjnie w górnym, lewym indeksie symbolu pierwiastka. Np. symbol 12C oznacza izotop węgla posiadający 12 nukleonów w jądrze - 6 neutronów i 6 protonów, zaś izotop 13C posiada 13 nukleonów - 6 protonów i 7 neutronów.

 Liczba atomowa (Z) określa ile protonów znajduje się w jądrze danego atomu.Atomy, które posiadają tę samą liczbę protonów, są z definicji atomami jednego pierwiastka. Nie oznacza to jednak, że wszystkie atomy jednego pierwiastka posiadają tę samą masę, gdyż mogą one posiadać różną liczbę neutronów w jądrach. Atomy posiadające tę samą liczbę atomową, ale różną liczbę neutronów nazywa się izotopami. Liczba atomowa jest podstawą kolejności występowania pierwiastków w układzie okresowym i z tego powodu nazywana jest także liczbą porządkową.

 

 

Teorie i historia poglądów o atomie

W IV wieku p.n.e. greckiego pochodzenia filozof Demokryt z Abdery wprowadził pojecie atomu. Atom po grecku „atomas” znaczy niepodzielny. Pogląd o niepodzielności atomu utrzymywał się, aż do wieku XIX, gdy dzięki znamienitym odkryciom naukowym stwierdzono ze atom jest zbudowany z kilku mniejszych cząstek.

Ojcem atomistyczno-cząsteczkowej teorii budowy materii jest uważany angielski badacz John Dalton, który ogłosił jej tezy i udowodnił naukowo w 1804 roku. Po pewnych modyfikacjach jest ona stosowana do obecnych czasów. A jej postulaty przedstawiono poniżej:

  1. Dowolny pierwiastek chemiczny uważa się jako zbiór atomów, małych cząstek, które posiadają identyczne właściwości chemiczne dla jednego rodzaju pierwiastka;

  2. Różne pierwiastki, a więc ich atomy maja odmienne właściwości fizyczne i chemiczne; a z tego wynika, że istnieje tyle samo rodzajów atomów ile jest pierwiastków;

  3. w wyniku prostej reakcji chemicznej atomy poszczególnych pierwiastków nie są w stanie przekształcać się w atomy innych;

  4. związki chemiczne powstają w wyniku połączenia się różnych pierwiastków a dokładniej mówiąc ich atomów w większe zbiory zwane cząsteczkami;

  5. związki chemiczne są zespołami cząsteczek o jednakowych właściwościach chemicznych; wszystkie takie zbiory konkretnego związku chemicznego składają się z tej samej liczby i takich samych atomów;

  6. rozpad związku chemicznego oznacza rozłożenie cząsteczek związku na poszczególne atomy;

  7. istnieje możliwość łączenia się atomów tych samych pierwiastków w tzw. cząsteczki, np. N2, O2