Τα άτομα, ίσως έχετε ακούσει, αντιπροσωπεύουν το μικρότερο δυνατό κομμάτι οποιουδήποτε είδους είδους ύλης. Εάν ήσασταν αρκετά τυχεροί που είχατε ένα τούβλο ενός λίβρα από το στοιχείο χρυσού (Au), θα μπορούσατε να το διαιρέσετε σε πιο μικροσκοπικά και πιο μικρά κομμάτια μέχρι να μείνετε μόνο με χρυσά άτομα. είναι δυνατές περαιτέρω διαιρέσεις, αλλά κανένα από τα προκύπτοντα συστατικά δεν είναι ειδικά για το χρυσό.
Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων περιλαμβάνει 118 μεμονωμένους τύπους ατόμων (δηλαδή, στοιχεία), τα οποία έχουν μοναδικό αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων και παρόμοιο αριθμό νετρονίων. Αλλά πόσο μικρό είναι αυτό το απειροελάχιστα μικρό πρόσωπο; Υπάρχει τρόπος να συσχετιστεί το μέγεθος ενός ατόμου στην ακτίνα οτιδήποτε από τη δική σας εμπειρία;
Ποια είναι τα μέρη ενός ατόμου;
Όλα τα άτομα περιέχουν τουλάχιστον ένα πρωτόνιο, με αριθμό πρωτονίου που προσδιορίζει την ταυτότητα ενός στοιχείου. Ένα στοιχείο έχει ατομικό αριθμό, το μοναδικό αναγνωριστικό που σχετίζεται με τον αριθμό πρωτονίων και με ένα ή δύο γράμματα σύμβολο (π.χ. Ca για ασβέστιο, στοιχείο αριθμός 20 στον περιοδικό πίνακα).
Στην ουδέτερη, μη φορτισμένη κατάσταση, κάθε άτομο έχει τον ίδιο αριθμό ηλεκτρόνια όπως και τα πρωτόνια. Τα στοιχεία που ξεκινούν με ήλιο περιέχουν επίσης έναν αριθμό νετρόνια παρόμοια με και συνήθως λίγο μεγαλύτερη από τον αριθμό πρωτονίων. Παραλλαγές στοιχείων με διαφορετικό αριθμό νετρονίων ονομάζονται ισότοπα.
Τα πρωτόνια είναι αρνητικά φορτία και συγκεντρώνονται με νετρόνια για να σχηματίσουν τον ατομικό πυρήνα. Τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια, εν τω μεταξύ, φερμουάρ σε σημαντικές αποστάσεις από τον πυρήνα σε σχέση με το συνολικό μέγεθος του ατόμου, όπως θα δείτε λεπτομερώς.
Ποιες δυνάμεις καθορίζουν το ατομικό μέγεθος;
Τα άτομα χαρακτηρίζονται από τον τεράστιο όγκο του άχρηστου χώρου τους, ο οποίος είναι μια φαινομενικά παράξενη παρατήρηση για κάτι ήδη τόσο μικρό. Η ατομική ακτίνα ορίζεται κανονικά ως η απόσταση από το κέντρο του πυρήνα προς το εξόχως τροχιακό ηλεκτρονίων. Υπό αυτήν την έννοια, ένα άτομο μπορεί να αναπαρασταθεί γραφικά ως κυκλικό, με τον πυρήνα στο κέντρο και το εξώτατο κέλυφος ηλεκτρονίων να σχηματίζει το τόξο του κύκλου.
Καθώς μετακινείτε από αριστερά προς τα δεξιά κατά μήκος μιας σειράς, ο αριθμός πρωτονίων και ο αριθμός ηλεκτρονίων αυξάνονται και οι δύο κατά ένα με κάθε αλλαγή στο στοιχείο. Ωστόσο, επειδή τα ηλεκτρόνια προστίθενται με διάσπαρτο τρόπο χάρη στους κανόνες της ηλεκτρονικής-τροχιακής πλήρωσης, ενώ αυξάνεται το θετικό φορτίο ο πυρήνας παραμένει συγκεντρωμένος σε ένα μικρό χώρο, τα ηλεκτρόνια τραβούνται πιο κοντά στον πυρήνα μέχρι τα ευγενή αέρια στην περίοδο 18 του καθενός σειρά.
Στη συνέχεια, με ένα άλμα στην επόμενη σειρά, τα εξώτατα ηλεκτρόνια των ατόμων βρίσκονται σε ένα εντελώς νέο επίπεδο ενέργειας, αυξάνοντας ουσιαστικά την ατομική ακτίνα. Στη συνέχεια, οι ακτίνες μειώνονται κατά μήκος της νέας σειράς στον περιοδικό πίνακα, όπως και πριν.
Ποιο είναι το μέγεθος του ατομικού πυρήνα;
Δεν υπάρχει επίσημος τύπος ατομικής ακτίνας που να εφαρμόζεται σε όλα τα άτομα, αλλά σε ομοιοπολικά συνδεδεμένα άτομα, η ακτίνα μπορεί να εκτιμηθεί διαιρώντας την απόσταση μεταξύ των ατομικών πυρήνων με δύο.
Οι ατομικές ακτίνες προσδιορίζονται γενικά με πειραματισμό και αφαίρεση. Εάν η ακτίνα ενός ατόμου είναι γνωστή (ας πούμε, ασβέστιο, περίπου 178 πικόμετρα ή pm, ίση με 1,78 10–10 m) και η απόσταση μεταξύ των πυρήνων ενός μορίου σεληνιούχου ασβεστίου (CaSe) είναι 278 μ.μ.
Όσον αφορά τις αναλογίες πραγματικού κόσμου, ένα κλασικό μέγεθος μιας σύγκρισης ατόμων σχετίζεται με ένα αθλητικό στάδιο. ο ακτίνα του πυρήνα το μόνο που έχει να κάνει 1 × 10–15 Μ ανεξάρτητα από το στοιχείο, και σε ένα τυπικό άτομο, το εξώτερο ηλεκτρόνιο θα ήταν κοντά σε ένα γήπεδο ποδοσφαίρου μακριά, ή περίπου 100 μέτρα.
Διάγραμμα μεγέθους ατόμου
Δείτε τους πόρους για ένα γράφημα που δείχνει τις κατά προσέγγιση τιμές των πρώτων 86 στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Αυτά κυμαίνονται από περίπου 40 μ.μ. για υδρογόνο έως περίπου 240 μ.μ. για καίσιο.
