Το άτομο είναι η μικρότερη μονάδα ύλης που διατηρεί τις ιδιότητες ενός μεγαλύτερου συνόλου. Δεν είναι αδιαίρετο, αλλά κομμάτια ατόμων, ειδικά τα «κομμάτια» των πυρηνικών συστατικών που ονομάζονται κουάρκ, είναι πραγματικά μόνο καλό για την παραγωγή ατόμων. Διαφορετικά είδη ατόμων ονομάζονται στοιχεία, από τα οποία είναι σχεδόν γνωστά 120 (92 από αυτά φυσικά).
Η περισσότερη ύλη αποτελείται από πολλαπλά είδη ατόμων, διατεταγμένα σε ομάδες δύο ή περισσότερων και έχουν συγκεκριμένους τύπους. δύο ή περισσότερα άτομα που συνδέονται χημικά μαζί αποτελούν ένα μόριο. Για παράδειγμα, ένα μόριο νερού έχει τον τύπο Η2Ο, που σημαίνει ότι αποτελείται από τα στοιχεία υδρογόνο (Η) και οξυγόνο (Ο) σε ατομική ή μοριακή αναλογία 2 προς 1.
Ασβέστιο είναι ένα πολύ γνωστό στοιχείο, που είναι απαραίτητο για την καλή υγεία των οστών και άλλες λειτουργίες του ανθρώπινου σώματος. Το άτομο ασβεστίου δεν είναι ούτε ένα μικρό ούτε ιδιαίτερα δυσκίνητο άτομο, καθιστώντας το καλό υποψήφιο για την οικοδόμηση ενός τρισδιάστατου μοντέλου ατόμου για την απεικόνιση των σημαντικών σημείων αυτού δομή.
The Atom: Βασικά
Τα άτομα αποτελούνται από ίσο αριθμό πρωτόνια και ηλεκτρόνια στη βασική τους (μη ιονισμένη) κατάσταση, από 1 έως 118 από το 2020. Ο αριθμός των πρωτονίων, ο ατομικός αριθμός, καθορίζει το στοιχείο. Όλα τα στοιχεία εκτός από το υδρογόνο έχουν επίσης ένα ή περισσότερα νετρόνια; Τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν περίπου ίση μάζα (της τάξης των 10−27kg), ενώ τα ηλεκτρόνια είναι σχεδόν 2.000 φορές μικρότερα.
Ο αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων είναι περίπου ίσος, αν και καθώς προχωράτε προς τα πάνω μέσω του περιοδικού πίνακα στοιχείων, τα νετρόνια αρχίζουν να ξεπερνούν ορατά τα πρωτόνια στα περισσότερα άτομα. Καλούνται παραλλαγές στοιχείων που διαφέρουν μόνο στον αριθμό νετρονίων ισότοπα.
Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν χώρους πολύ μακριά από το πρωτόνιο, τουλάχιστον στην κλίμακα ενός ατόμου, που είναι μόνο περίπου 1 × 10−10 απέναντι. Αυτά βρίσκονται στο επίπεδα ενέργειας ή κελύφη, τα οποία περιλαμβάνουν πολλά άτομα υπό-κελύφη. Τα δευτερεύοντα κελύφη με τη σειρά τους περιέχουν τροχιακά, καθένα από τα οποία μπορεί να χωρέσει έως και δύο ηλεκτρόνια.
Κάθε σειρά του περιοδικού πίνακα αντιπροσωπεύει ένα κέλυφος, με τον αριθμό ηλεκτρονίων που μπορεί να κρατήσει ένα κέλυφος είναι δύο, οκτώ, οκτώ και 18 στις τέσσερις πρώτες σειρές του περιοδικού πίνακα.
Ασβέστιο 3D Model Atom
Μπορείτε να δείτε από τον περιοδικό πίνακα ότι το ασβέστιο έχει ατομικό αριθμό 20 και ένα ατομική μάζα 40,78 daltons. Αυτό σημαίνει ότι το πιο σταθερό ισότοπο του στοιχείου έχει 20 νετρόνια (40 - 20). Θα μπορούσατε να διαλέξετε πράσινες μπάλες για να αντιπροσωπεύσετε πρωτόνια και πορτοκαλί μπάλες παρόμοιου μεγέθους για να αντιπροσωπεύσετε νετρόνια και μικρότερες κίτρινες μπάλες ή μάρμαρα για να αντιπροσωπεύσετε ηλεκτρόνια.
Μπορείτε να τακτοποιήσετε τα «πρωτόνια» και τα «νετρόνια» σας σε έναν πυρήνα που μοιάζει με μπάλα, ίσως να τα κολλήσετε μαζί και στη συνέχεια να αποφασίσετε πώς να τακτοποιήσετε τα ηλεκτρόνια σας.
Από τον πίνακα, βλέπετε ότι το ασβέστιο έχει δύο ηλεκτρόνια στο πρώτο κέλυφος (και τα δύο στο λεγόμενο υποσύνολο 1s), οκτώ στο δεύτερο κέλυφος (2 στο δευτερεύον κέλυφος 2, 6 στο δευτερεύον κέλυφος 2, οκτώ στο τρίτο κέλυφος (2 στο δευτερεύον κέλυφος 3, 3 στο υποκύτταρο 3p) και δύο στο τέταρτο κέλυφος. Αυτά είναι το σθένος ασβεστίου ή χημικά αντιδραστικά ηλεκτρόνια.
Συμβουλευτείτε διαφορετικές ηλεκτρονικές αναφορές για να δείτε πώς απεικονίζονται τα υποκύτταρα ηλεκτρονίων σε 3D χώρο. Θα μπορούσατε να σχεδιάσετε ένα διάγραμμα ατόμων ασβεστίου για να συνοδεύσετε το μοντέλο σας, ώστε να καλύψετε τυχόν πληροφορίες που ενδέχεται να δυσκολευτείτε να παρουσιάσετε οπτικά.
Πρόσθετα άτομα για μοντελοποίηση
Ένα μοντέλο ατόμου νέον θα μπορούσε να εξοικειώσει τους θεατές με την έννοια των ευγενών αερίων και των περιβλημάτων πλήρους σθένους παράδειγμα, ή ένα μοντέλο ατόμου νατρίου θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως ένα αντιπροσωπευτικό απλό μέταλλο που συνδέεται με αλογόνα όπως χλώριο.