Mēs izskaidrojam, kas ir atoms un kā tiek veidota katra tā daļa. Arī tās vēsture, pētījumi par to un to, kas ir molekula.
Kas ir atoms?
Mazākā vienība, kas veido jautājums.
Vārds atoms nāk no senās grieķu valodas (atoms, "Bez dalīšanas"), un to radīja pirmie filozofi, kas izvirzīja teoriju par lietu sastāvu, tas ir, par elementārdaļiņām. Visums. Kopš tā laika, līdz ar rašanos atomu modeļi, veids, kā tos iztēloties, ir bijis ļoti atšķirīgs, jo atomu modelis gadsimtu gaitā ir attīstījis iepriekšējo, līdz mēs sasniedzām to, ko izmantojam šodien.
Atomiem piemīt īpašības ķīmiskais elements kas veido un, savukārt, elementi tiek sakārtoti un klasificēti pēc to atomu skaitļi, elektroniskā konfigurācija un ķīmiskās īpašības in Periodiskā tabula no elementiem.
Viens un tas pats ķīmiskais elements var sastāvēt no dažādiem vienas klases atomiem, tas ir, ar vienu un to pašu atomu skaitu (skaits protoni kas katram atomam ir elementā), lai gan to atomu masas ir atšķirīgas.
Piemēram, vienam un tam pašam elementam ir dažādi atomi, kas atšķiras pēc to skaita neitroni, un tos sauc par izotopiem, reprezentatīvs gadījums ir elementa oglekļa izotopi (12C, 13C, 14C). Tātad katrs atoms pieder vienam un tam pašam ķīmiskajam elementam vai nē, atkarībā no tā protonu skaita, tāpēc atomi ar vienādu protonu skaitu pieder vienam un tam pašam ķīmiskajam elementam.
Kā tiek veidots atoms?
Atomi sastāv no kodola un viena vai vairākiem elektroniem (kuriem ir negatīvs lādiņš) ap to. Kodols sastāv no daļiņām, ko sauc par protoniem un neitroniem. Protoni ir pozitīvi uzlādēti, un neitroni ir neitrāli. Protonu un neitronu kopumu sauc par nukleoniem.
Protonus un elektronus pievelk viens otram elektromagnētiskais spēks (lādētu daļiņu mijiedarbība ar elektriskajiem un magnētiskajiem laukiem), savukārt protonus un neitronus pievelk viens otru kodolspēks (spēks, ko izjūt tikai daļiņas, kas veido atoma kodols).
Kā atomi savienojas?
Atomi var apvienoties viens ar otru, veidojot ķīmiskās saites, kas notiek, kad viņi vienā vai otrā veidā dalās ar saviem elektroniem. Ķīmiskās saites var būt kovalents, jonu Y metālisks, kas rada kovalentus molekulārus savienojumus, jonu tīklus vai metāliskus savienojumus (lai gan ir svarīgi precizēt, ka neviena ķīmiskā saite nav absolūti kovalenta vai jonu). Tādā veidā atomi var apvienoties, veidojot molekulas vienkāršs kā Ūdens, kā arī veidot makromolekulas komplekss patīk olbaltumvielas, DNS Y RNS.
Lai gan atomi atšķiras viens no otra, pateicoties to daļiņu konfigurācijai, ir arī taisnība, ka visi viena elementa atomi ir pilnīgi identiski: ūdeņraža atomi Saule Tie ir tādi paši kā tie, kas veido mūsu ķermeni, un oglekļa atomi suņa ķermenī ir identiski tiem, kas veido dimantu. Atšķirība ir veidā, kādā atomi apvienojas, veidojot dažādus ķīmiskos savienojumus, kas veido orgānus un orgānu sistēmas dzīvas radības, materiāli, kas radīti nozare, un visa matērija, kas veido Visumu.
Atoma daļas
Atomi sastāv no divām būtiskām daļām:
- Kodols. Apmēram 99,94% no atoma masas ir koncentrēti kodolā, kur protoni un neitroni (kurus kopā sauc par "nukleoniem") ir savienoti ar spēcīgiem kodolspēkiem, kas neļauj tiem protoniem atgrūst viens otru. maksas.
- Atomu orbitāles. Orbitāle apraksta telpas apgabalu, kas ieskauj atoma kodolu, kurā varbūtība atrast elektronu ir ļoti augsts. Šiem reģioniem ir dažādas formas, kas iegūtas stacionārā Šrēdingera vienādojuma atrisināšanas rezultātā. Ervins Šrēdingers bija austriešu zinātnieks, kurš 1925. gadā izstrādāja šo vienādojumu, lai aprēķinātu subatomiskas daļiņas, piemēram, elektronu, attīstību. Tādējādi elektroni ap kodolu veido sava veida "mākoni", ko attēlo atomu orbitāļu forma. No otras puses, katra atoma orbitāle atbilst noteiktai enerģētiskajai vērtībai elektroniem, tāpēc tie ir sakārtoti atbilstoši to enerģijas vērtībām. Nākamajā attēlā parādītas pirmo atomu orbitāļu formas:
Atomu vēsture
Pirmais, kurš formulēja ideju par atomu esamību, bija grieķu filozofs Demokrits (s.V-VI pirms mūsu ēras) no tīri iedomātām spekulācijām (kā tolaik saprata zinātni).
Viņa studijas pārņēma vēlākie filozofi, piemēram, Leikips un Epikūrs, taču tas tika atstāts novārtā. viduslaiku, ko aizēno kreacionistiskais pasaules skaidrojums, kas visu attiecināja uz Dievu.
Bija jāgaida līdz 1773. gadam, kad franču ķīmiķis Antuāns de Lavuazjē postulēja savu teoriju par matērijas neradīšanu vai iznīcināšanu (tā tikai pārveido) vai Masas nezūdamības likums, kas ļāva Džonam Daltonam 1804. gadā formulēt pirmo moderno atomu teoriju.
Secīgie zinātnieki no fiziskais un ķīmija viņus iedvesmoja viņa darbs, lai piedāvātu labākas un sarežģītākas sistēmas matērijas pamatdaļiņu izpratnei. Pēc tam tika ierosināti jauni atomu modeļi līdz pat mūsdienās visbiežāk izmantotajiem.
Mūsdienu pieņemtā struktūra ir atvasināta no eksperimentiem no Rutherfordas 1911. gadā kopā ar Nīlsa Bora, Šrēdingera un Heizenberga formulējumiem.
Molekula
Molekulu sauc par divu vai vairāku atomu savienojumu ar ķīmiskām saitēm, veidojot sarežģītāku un elektriski neitrālu struktūru. Ķīmiskās saites var būt kovalentas vai jonu.
Molekulas var veidot no viena ķīmiskā elementa atomiem, piemēram, skābekļa molekulas (O2), vai no dažādu ķīmisko elementu atomiem, piemēram, no glikozes molekulas. Monatomiskās gāzes, piemēram, hēlijs (He), arī tiek uzskatītas par molekulām.