Võib-olla olete kuulnud, aatomid esindavad võimalikult väikest tükki mis tahes liiki ainest. Kui teil oleks olnud õnne, et teil oleks ühe naelaga telliskivi elemendist kuld (Au), siis võiksite selle jagada tina- ja tinaosadeks, kuni teile jäid ainult kuldsed aatomid; edasised jaotused on võimalikud, kuid ükski saadud komponentidest pole kullale omane.
Elementide perioodiline tabel sisaldab 118 tüüpi aatomit (see tähendab elemente), millel kõigil on ainulaadne arv prootoneid ja elektrone ning sarnane arv neutroneid. Kuid kui väike see lõpmata väike üksus on? Kas on võimalik kuidagi seostada aatomi suurus millegi raadiusele teie enda kogemuse põhjal?
Millised on aatomi osad?
Kõik aatomid sisaldavad vähemalt ühte prooton, prootoni numbriga, mis määrab elemendi identiteedi. Elemendil on aatomnumber, kordumatu identifikaator, mis on seotud prootoninumbriga ja ühe- või kahetähelise sümboliga (nt kaltsiumi puhul Ca, elemendi number 20 perioodilisustabelis).
Neutraalses laenguta olekus on igal aatomil sama arv
elektronid nagu prootoneid. Heeliumiga algavad elemendid sisaldavad ka mitmeid neutronid sarnane prootonarvuga ja tavaliselt veidi üle selle. Erineva neutronite arvuga elementide variante nimetatakse isotoopideks.Prootonid on negatiivselt laetud ja koonduvad neutronitega, moodustades aatomituuma. Negatiivselt laetud elektronid tõmbuvad vahepeal tuumast märkimisväärsele kaugusele, võrreldes aatomi üldise suurusega, nagu näete üksikasjalikult.
Mis jõud määravad aatomi suuruse?
Aatomeid iseloomustab nende tohutu hulk hõivamata ruumi, mis on pealtnäha veider tähelepanek millegi niigi tühise kohta. Aatomi raadius on tavaliselt määratletud kui kaugus tuuma keskmest kõige kaugemale elektronide orbitaal. Selles mõttes võib aatomit kujutada graafiliselt ringikujulisena, tuum on keskel ja välimine elektronkest moodustab ringi kaare.
Kui liigute piki rida vasakult paremale, suurenevad prootonite arv ja elektronide arv iga elemendi muutusega ühe võrra. Kuid kuna elektronid lisatakse hajutatult tänu elektronide-orbitaalide täitmise reeglitele, kasvades samal ajal tuum jääb kontsentreerituna ühte väikesesse ruumi, tõmmatakse elektronid tuumale lähemale, kuni väärisgaasid igaühe 18. perioodil rida.
Seejärel, hüpates järgmisele reale, leitakse aatomite äärmised elektronid täiesti uuel energiatasemel, mis suurendab oluliselt aatomi raadiust. Seejärel vähenevad raadiused perioodilisustabeli uuel real, nagu varem.
Kui suur on aatomituuma suurus?
Kõigile aatomitele pole rakendatav ametlik aatomraadiusevalem, kuid kovalentselt seotud aatomites saab raadiust hinnata, jagades aatomituumade vahelise kauguse kahega.
Aatomiraadius määratakse tavaliselt eksperimenteerimise ja lahutamise teel. Kui on teada ühe aatomi raadius (näiteks kaltsium, umbes 178 pikomeetrit või pm, võrdne 1,78 10–10 m) ja kaltsiumseleniidi (CaSe) molekuli tuumade vaheline kaugus on 278 pm, kui seleeni aatomi raadiuse (100 pm) mõistliku hinnangu saamiseks võite lahutada 178 väärtusest 278.
Reaalsete analoogiate osas on aatomite võrdluse üks klassikaline suurus seotud spordistaadioniga. The tuuma raadius ise on ainult umbes 1 × 10–15 m olenemata elemendist ja tüüpilises aatomis oleks äärmine elektron lähedal asuva jalgpalliväljaku lähedal ehk umbes 100 m.
Aatomi suuruste tabel
Vaadake ressursse graafikust, mis näitab perioodilisustabeli esimese 86 elemendi ligikaudseid väärtusi. Need varieeruvad umbes 40 pm vesiniku korral kuni umbes 240 pm tseesiumiga.