Atomi, jūs, iespējams, esat dzirdējuši, pārstāv mazāko iespējamo gabalu no jebkura veida matērijas. Ja jums būtu paveicies, ka jums ir viena mārciņa ķieģelis no zelta elementa (Au), jūs to varētu sadalīt alvas un alvas gabaliņos, līdz jums paliek tikai zelta atomi; ir iespējamas turpmākas dalīšanas, taču neviena no iegūtajām sastāvdaļām nav īpaša zeltam.
Periodiskā elementu tabula ietver 118 atsevišķus atomu veidus (tas ir, elementus), kuriem visiem ir unikāls protonu un elektronu skaits un līdzīgs neitronu skaits. Bet cik maza ir šī bezgalīgi mazā vienība? Vai ir veids, kā saistīt atoma lielums līdz kādam rādiusam pēc savas pieredzes?
Kādas ir atoma daļas?
Visi atomi satur vismaz vienu protons, ar protonu numuru nosaka elementa identitāti. Elementam ir atomu skaitlis, unikālais identifikators, kas saistīts ar protonu skaitli, un viena vai divu burtu simbols (piemēram, Ca kalcijam, elementa numurs 20 periodiskajā tabulā).
Neitrālā, neuzlādētā stāvoklī katram atomam ir vienāds skaits elektroni
tāpat kā protoni. Elementi, kas sākas ar hēliju, satur arī virkni neitroni līdzīgs protonu skaitam un parasti nedaudz pārsniedz to. Elementu variantus ar dažādu neitronu skaitu sauc par izotopiem.Protoni ir negatīvi lādējami un ir sakopoti ar neitroniem, veidojot atoma kodolu. Tikmēr negatīvi lādētie elektroni rāvās aptuveni ievērojamā attālumā no kodola attiecībā pret atoma kopējo izmēru, kā jūs to redzēsit detalizēti.
Kādi spēki nosaka atomu lielumu?
Atomus raksturo milzīgais neizmantotās telpas daudzums, kas ir šķietami dīvains novērojums par kaut ko jau tik niecīgu. Atomu rādiusu parasti definē kā attālumu no kodola centra līdz visattālākajam elektronu orbitāle. Šajā ziņā atomu var grafiski attēlot kā apļveida, tā centrā ir kodols un ārējais elektronu apvalks, kas veido apļa loku.
Pārejot no kreisās uz labo pa rindu, protonu skaits un elektronu skaits palielinās par vienu, mainot katru elementu. Tomēr, tā kā elektroni tiek izkliedēti pievienoti, pateicoties elektronu orbītas piepildīšanas noteikumiem, vienlaikus pieaugot pozitīvajam kodols paliek koncentrēts vienā nelielā telpā, elektroni tiek pievilkti tuvāk kodolam, līdz cēlgāzes katra no tām 18. periodā rinda.
Tad, pārejot uz nākamo rindu, atomu attālākie elektroni atrodas pilnīgi jaunā enerģijas līmenī, ievērojami palielinot atomu rādiusu. Pēc tam rādiusi samazinās pa jauno periodiskās tabulas rindu, tāpat kā iepriekš.
Kāds ir atomu kodola lielums?
Nav formālas atomu rādiusa formulas, kas būtu piemērojama visiem atomiem, bet kovalenti saistītos atomos rādiusu var noteikt, dalot attālumu starp atomu kodoliem ar diviem.
Atomu rādiusus parasti nosaka eksperimentējot un atņemot. Ja ir zināms viena atoma rādiuss (teiksim, kalcijs, aptuveni 178 pikometri vai pm, vienāds ar 1,78 10–10 m), un attālums starp kalcija selenīda (CaSe) molekulas kodoliem ir 278 pm, jūs varat atņemt 178 no 278, lai iegūtu saprātīgu selēna atoma rādiusa (100 pm) novērtējumu.
Runājot par reālajām analogām, viens klasisks atomu salīdzināšanas lielums attiecas uz sporta stadionu. The kodola rādiuss pati par sevi ir tikai par 1 × 10–15 m neatkarīgi no elementa un tipiskā atomā visattālākais elektrons būtu tuvu futbola laukumam vai apmēram 100 m.
Atomu izmēru tabula
Skatiet Resursi grafiku, kas parāda periodisko tabulu pirmo 86 elementu aptuvenās vērtības. Tie svārstās no apmēram 40 pm ūdeņraža līdz 240 pm cēzijam.