Cum să faci un model 3D al unui atom

Un atom, după cum probabil ați auzit, este adesea numită cea mai mică componentă obișnuită a materiei care există. Atomii constau din componente individuale (dintre care unele includ propriile componente subatomice), dar un atom, care este de aproximativ 1 × 10^-10 m lățime, este cea mai mică particulă care păstrează proprietățile individuale ale unui întreg mai mare.

Sunt cunoscute formele de bază aproximative ale atomilor, cu protoni și neutroni grupați într-o minge nucleul și electronii mult mai mici care se fixează la o anumită distanță relativ mare de cei mici (aproximativ 1 × 10⁻¹⁵ m lat) nucleu. Acest lucru vă permite să construiți modele tridimensionale sau „3D” de atomi în clasă sau acasă.

Se numesc tipuri individuale de atomi elemente, și fiecare element are un nume, de exemplu, hidrogen, rubidiu sau neon. Aceste elemente numite sunt numerotate de la unu la 118 pe tabelul periodic al elementelor. Aceste numerele atomice corespund cu numărul de protoni și electroni, precum și cu numărul mediu aproximativ de neutroni, din fiecare element.

Puteți obține o estimare a numărului de neutroni pentru un element scăzând numărul său atomic din masa sa atomică, listat în partea de jos centrală a casetelor de elemente din majoritatea tabelelor periodice. În timp ce protonii și neutronii sunt de ordinul a doar 10⁻²⁷ kg, un electron este de aproximativ 2.000 de ori mai puțin masiv.

Protonii încărcați pozitiv și neutronii neutri se află la o distanță considerabilă de electronii mult mai mici, încărcați negativ, mai degrabă planetelor din sistemul solar, cu excepția faptului că poziția oricărui electron nu poate fi cunoscută cu precizie în niciun moment, i s-a atribuit doar o anumită probabilitate. Cu toate acestea, în scopul modelului de atomi 3D, gândiți-vă la un atom similar cu un sistem mic al unui corp astronomic central și al sateliților săi.

Din fericire, nu veți avea nevoie de niciun echipament elegant, dar ar trebui să fie izbitor din punct de vedere vizual. Orice tip de cauciuc sau bile similare va funcționa; este util dacă acestea vin în culori diferite și este util dacă puteți scrie pe ele cu marker magic (și chiar mai bine dacă puteți șterge cu ușurință cerneala mai târziu).

Din tabelul periodic, O are un număr atomic de 8 și o masă atomică foarte apropiată de 16,0. Un model 3D de atom de oxigen sau imaginea ar arăta, prin urmare, opt protoni și opt neutroni în nucleu și opt electroni undeva în afara nucleu. Protonii și neutronii ar putea fi bile care se disting numai prin culoarea lor; electronii sunt cel mai bine reprezentați în această schemă de bile mult mai mici.

Model 3D cu atom de argon: Din tabelul elementelor, argonul (Ar) are un număr atomic de 18 și o masă atomică de 39,95. Aceasta înseamnă că se poate presupune că un atom de argon tipic are aproximativ 40 - 18 = 22 de neutroni cu 18 protoni.

• Se numesc diferitele manifestări ale aceluiași atom care variază doar în ceea ce privește numărul de neutroni izotopi. Numărul proton-plus-neutron al unui izotop dat este dat folosind un supercript stâng lângă simbolul elementului.

Prin urmare, acest atom ar putea fi reprezentat de 18 bile de protoni (pcerneală) și 22 de bile de neutroni (navy) într-un cluster globular, cu un inel de 18 bile de electroni distanți uniform (sau marmuri) care înconjoară acest miez. În realitate, electronii ar înconjura nucleul într-un „nor”, ​​nu un inel planar ca sistemul solar și ar lua forme geometrice aspre în conformitate cu nivelurile lor de energie sau cochilii.

Modelul atomului de calciu: Calciul are încă doi protoni și, prin urmare, doi electroni mai mulți decât argonul, deci îl puteți construi cu ușurință pe o „bază” a unui atom de argon. Cu toate acestea, este util să știți ceva despre electronii de valență pentru a înțelege de ce cei doi electroni noi aparțin mai departe de nucleu decât electronii din argon.

Acest lucru se datorează faptului că argonul este un gaz nobil, ceea ce înseamnă că învelișul său de electroni este cel mai exterior. Poziția sa din dreapta pe tabelul periodic indică acest lucru. Calciul, în coloana 2 a tabelului, are doi electroni de valență. Cu toate acestea, acest subiect depășește sfera ideilor de proiect atom pentru școală.