O átomo é a menor unidade de matéria que retém as propriedades de um todo maior. Não é indivisível, mas pedaços de átomos, especialmente os "pedaços" de componentes nucleares chamados quarks, são realmente bons apenas para fazer átomos. Diferentes tipos de átomos são chamados de elementos, dos quais cerca de 120 (92 deles de ocorrência natural) são conhecidos.
A maior parte da matéria consiste em vários tipos de átomos, organizados em grupos de dois ou mais e tendo fórmulas específicas; dois ou mais átomos quimicamente ligados formam uma molécula. Por exemplo, uma molécula de água tem a fórmula H2O, o que significa que é feito dos elementos hidrogênio (H) e oxigênio (O) em uma proporção atômica ou molar de 2 para 1.
Cálcio é um elemento bem conhecido, sendo essencial para uma boa saúde óssea e outras funções do corpo humano. O átomo de cálcio não é um átomo pequeno nem especialmente incômodo, o que o torna um bom candidato para a construção de um projeto de modelo de átomo tridimensional para ilustrar os pontos salientes deste estrutura.
O Atom: Noções Básicas
Os átomos consistem em um número igual de prótons e elétrons em seu estado básico (não ionizado), numerando de um a 118 em 2020. O número de prótons, o número atômico, define o elemento. Todos os elementos, exceto hidrogênio, também têm um ou mais nêutrons; prótons e nêutrons são quase iguais em massa (na ordem de 10−27kg), enquanto os elétrons são quase 2.000 vezes menores.
O número de prótons e nêutrons é aproximadamente igual, embora à medida que você se move para cima na tabela periódica dos elementos, os nêutrons começam a ultrapassar visivelmente o número de prótons na maioria dos átomos. Variantes de elementos que diferem apenas no número de nêutrons são chamados isótopos.
Os elétrons carregados negativamente ocupam espaços longe, longe do próton, pelo menos na escala de um átomo, que é apenas cerca de 1 × 10−10 m de diâmetro. Estes são encontrados em níveis de energia ou cascas, que para muitos átomos incluem subcamadas. Subshells, por sua vez, contêm orbitais, cada um dos quais pode conter até dois elétrons.
Cada linha da tabela periódica representa uma camada, com o número de elétrons que uma camada pode conter sendo dois, oito, oito e 18 nas primeiras quatro linhas da tabela periódica.
Atom modelo 3D de cálcio
Você pode ver na tabela periódica que o cálcio tem um número atômico de 20 e um massa atômica de 40,78 daltons. Isso significa que o isótopo mais estável do elemento possui 20 nêutrons (40 - 20). Você pode escolher bolas verdes para representar os prótons e bolas laranjas de tamanhos semelhantes para representar os nêutrons e bolas amarelas menores ou mármores para representar os elétrons.
Você pode organizar seus "prótons" e "nêutrons" em um núcleo semelhante a uma bola, talvez colando-os, e então decidir como organizar seus elétrons.
Na tabela, você vê que o cálcio tem dois elétrons na primeira camada (ambos no que é chamado de subcamada 1s), oito na segunda camada (2 na sub camada 2s, 6 na sub camada 2p), oito na terceira camada (2 na sub camada 3s, 3 na sub camada 3p) e dois na quarta Concha. São a valência do cálcio, ou elétrons quimicamente reativos.
Consulte diferentes referências online para ver como as sub-camadas de elétrons são representadas no espaço 3D. Você pode desenhar um diagrama de átomo de cálcio para acompanhar seu modelo, de modo a cobrir qualquer informação que possa achar difícil de apresentar visualmente.
Átomos adicionais para modelagem
Um modelo de átomo de néon pode familiarizar os visualizadores com o conceito de gases nobres e conchas de valência total, para exemplo, ou um modelo de átomo de sódio poderia servir como um metal simples representativo que se liga a halogênios, como cloro.