Atomer, du har kanskje hørt, representerer den minste mulige biten av en hvilken som helst spesiell sak. Hvis du var heldig nok til å ha en 1 pund murstein av elementgullet (Au), kunne du dele den i tynnere og tynnere biter til du satt igjen med bare gullatomer; ytterligere inndelinger er mulige, men ingen av de resulterende komponentene er spesielle for gull.
Det periodiske elementet inneholder 118 individuelle typer atomer (det vil si elementer), som alle har et unikt antall protoner og elektroner og et lignende antall nøytroner. Men hvor liten er denne uendelig lille enheten? Er det en måte å forholde seg til størrelsen på et atom til radiusen av noe i din egen erfaring?
Hva er delene av et atom?
Alle atomer inneholder minst ett proton, med proton nummer som bestemmer identiteten til et element. Et element har et atomnummer, den unike identifikatoren assosiert med protonnummer og med et symbol på en eller to bokstaver (f.eks. Ca for kalsium, element nummer 20 i det periodiske systemet).
I den nøytrale, ikke-ladede tilstanden har hvert atom det samme antallet elektroner som det gjør protoner. Elementer som begynner med helium inneholder også et antall nøytroner lik og vanligvis litt over protonnummeret. Varianter av elementer med forskjellige antall nøytroner kalles isotoper.
Protoner er negativt ladede og er gruppert med nøytroner for å danne atomkjernen. De negativt ladede elektronene glir i mellomtiden i betydelige avstander fra kjernen i forhold til den totale størrelsen på atomet, som du vil se i detalj.
Hva styrker bestemmer atomstørrelse?
Atomer er preget av deres enorme mengde ledig plass, noe som er en tilsynelatende bisarr observasjon om noe som allerede er så lite. Atomradien er normalt definert som avstanden fra sentrum av kjernen til det ytterste elektron orbital. I denne forstand kan et atom vises grafisk som sirkulært, med kjernen i sentrum og det ytterste elektronskallet som danner sirkelbuen.
Når du beveger deg fra venstre til høyre langs en rad, øker protonnummeret og elektronnummeret med ett for hver endring i elementet. Men fordi elektronene tilsettes på en spredt måte takket være reglene for elektron-orbital fylling mens den økende positive ladningen på kjernen forblir konsentrert i ett lite rom, elektronene trekkes nærmere kjernen til edelgassene i periode 18 av hver rad.
Deretter, med et hopp til neste rad, er atomenes ytterste elektroner funnet i et helt nytt energinivå, og trapper opp atomradiusen vesentlig. Deretter reduseres radiene langs den nye raden i det periodiske systemet, som før.
Hva er størrelsen på atomkjernen?
Det er ingen formell atomradiusformel som gjelder for alle atomer, men i kovalent bundne atomer kan radiusen estimeres ved å dele avstanden mellom atomkjerner med to.
Atomeradier bestemmes vanligvis av eksperimentering og subtraksjon. Hvis radiusen til ett atom er kjent (si kalsium, ca. 178 pikometer eller pm, lik 1.78 10–10 m), og avstanden mellom kjerner av et kalsiumselenid (CaSe) -molekyl er 278 pm, kan du trekke 178 fra 278 for å få et rimelig estimat av radien til et selenatom (100 pm).
Når det gjelder analogier fra den virkelige verden, er en klassisk størrelse på en atomsammenligning knyttet til et sportsstadion. De radius av kjernen i seg selv handler bare om 1 × 10–15 m uavhengig av elementet, og i et typisk atom, ville det ytterste elektronet være nær en fotballbane unna, eller omtrent 100 m.
Atom størrelsestabell
Se ressursene for en graf som viser de omtrentlige verdiene til de første 86 elementene i det periodiske systemet. Disse varierer fra ca. 40 pm for hydrogen til ca. 240 pm for cesium.