Atóm je najmenšia jednotka hmoty, ktorá si zachováva vlastnosti väčšieho celku. Nie je to nedeliteľné, ale kúsky atómov, najmä tzv. „Kúsky“ jadrových zložiek kvarky, sú naozaj dobré iba na výrobu atómov. Rôzne druhy atómov sa nazývajú prvky, z ktorých je známych takmer 120 (92 z nich sa prirodzene vyskytuje).
Väčšina hmoty pozostáva z viacerých druhov atómov, usporiadaných do skupín po dvoch alebo viacerých a majúcich špecifické vzorce; dva alebo viac atómov, ktoré sú chemicky spojené, tvoria molekulu. Napríklad molekula vody má vzorec H2O, čo znamená, že je vyrobený z prvkov vodík (H) a kyslíka (O) v atómovom alebo molárnom pomere 2: 1.
Vápnik je dobre známy prvok, ktorý je nevyhnutný pre dobré zdravie kostí a ďalšie funkcie v ľudskom tele. Atóm vápnika nie je ani malý, ani zvlášť ťažkopádny atóm, čo z neho robí dobrého kandidáta na zostavenie projektu modelu trojrozmerného atómu na ilustráciu najdôležitejších bodov štruktúra.
Atom: Základy
Atómy pozostávajú z rovnakého počtu protóny a elektróny
Počet protónov a neutrónov je zhruba rovnaký, aj keď pri postupe smerom nahor v periodickej sústave prvkov neutróny začnú viditeľne prevyšovať protóny vo väčšine atómov. Varianty prvkov, ktoré sa líšia iba počtom neutrónov, sa nazývajú izotopy.
Negatívne nabité elektróny zaberajú medzery ďaleko, ďaleko od protónu, minimálne v mierke atómu, ktorá je iba asi 1 × 10−10 m naprieč. Tieto sa nachádzajú v úrovne energie alebo škrupiny, ktoré pre veľa atómov zahŕňajú podškrupiny. Subshells zase obsahujú orbitály, z ktorých každý môže obsahovať až dva elektróny.
Každý riadok periodickej tabuľky predstavuje obal, pričom počet elektrónov, ktoré obal môže obsahovať, je dva, osem, osem a 18 v prvých štyroch riadkoch periodickej tabuľky.
Atóm vápnikového 3D modelu
Z periodickej tabuľky vidíte, že vápnik má atómové číslo 20 a atómová hmotnosť 40,78 daltonov. To znamená, že najstabilnejší izotop prvku má 20 neutrónov (40 - 20). Môžete si vybrať zelené guľôčky, ktoré predstavujú protóny, a podobne veľké oranžové guľôčky, ktoré predstavujú neutróny, a menšie žlté guľôčky alebo guľôčky, ktoré predstavujú elektróny.
Môžete usporiadať svoje „protóny“ a „neutróny“ do guľôčkového jadra, možno ich navzájom zlepiť, a potom sa rozhodnúť, ako usporiadať svoje elektróny.
Z tabuľky vidíte, že vápnik má v prvej škrupine dva elektróny (oba v tzv. Subškrupine 1 s), osem v druhej škrupine (2 v subshell 2s, 6 v subshell 2p), osem v treťom shelli (2 v subshell 3s, 3 v subshell 3p) a dva vo štvrtom škrupina. Jedná sa o valenčné vápnik alebo chemicky reaktívne elektróny.
V rôznych online referenciách nájdete informácie o tom, ako sú elektrónové škrupiny zobrazené v 3D priestore. Môžete si nakresliť diagram atómu vápnika, ktorý bude sprevádzať váš model tak, aby obsahoval všetky informácie, ktoré by ste mohli vizuálne ťažko predstaviť.
Ďalšie atómy na modelovanie
Model neónových atómov by mohol divákov oboznámiť s konceptom vzácnych plynov a plných valenčných škrupín príklad alebo model atómu sodíka môže slúžiť ako reprezentatívny jednoduchý kov, ktorý sa viaže na halogény, ako napr chlór.