Kot ste morda že slišali, atomi predstavljajo najmanjši možni del katere koli posebne snovi. Če bi imeli srečo, da bi imeli eno kilogramsko opeko elementa zlata (Au), bi ga lahko razdelili na drobnejše in drobnejše koščke, dokler vam ne bi ostali samo zlati atomi; možne so nadaljnje delitve, vendar nobena od dobljenih komponent ni značilna za zlato.
Periodična tabela elementov vključuje 118 posameznih vrst atomov (to je elementov), vsi pa imajo edinstveno število protonov in elektronov ter podobno število nevtronov. Toda kako majhna je ta neskončno majhna entiteta? Ali obstaja način za povezovanje velikost atoma v radiju česar koli po vaši izkušnji?
Kateri so deli atoma?
Vsi atomi vsebujejo vsaj enega proton, s protonsko številko, ki določa identiteto elementa. Element ima atomsko številko, enolični identifikator, povezan s protonsko številko, in eno- ali dvočrkovni simbol (npr. Ca za kalcij, element številka 20 v periodnem sistemu).
V nevtralnem, neobremenjenem stanju ima vsak atom enako število
elektroni tako kot protoni. Elementi, ki se začnejo s helijem, vsebujejo tudi številne nevtroni podobno in običajno rahlo presega protonsko število. Različice elementov z različnim številom nevtronov imenujemo izotopi.Protoni so negativni naboji in so združeni z nevtroni, da tvorijo atomsko jedro. Negativno nabiti elektroni se medtem zadržujejo na precejšnji razdalji od jedra glede na celotno velikost atoma, kot boste podrobno videli.
Katere sile določajo atomsko velikost?
Za atome je značilna velika količina nezasedenega prostora, kar je na videz bizarno opažanje o nečem že tako majhnem. Atomski polmer je običajno opredeljen kot razdalja od središča jedra do najbolj oddaljenega elektronska orbitala. V tem smislu lahko atom grafično predstavimo kot krožen, pri čemer jedro v središču in najbolj zunanja elektronska lupina tvorijo lok kroga.
Ko se premikate od leve proti desni vzdolž vrstice, se število protonov in elektronov povečata za eno z vsako spremembo elementa. Ker pa se elektroni dodajajo razpršeno, zahvaljujoč pravilom elektronsko-orbitalnega polnjenja, medtem ko naraščajoči pozitivni naboj jedro ostane skoncentrirano v enem majhnem prostoru, se elektroni potegnejo bližje jedru, dokler plemeniti plini v obdobju 18 vsakega vrstici.
Nato se s skokom v naslednjo vrstico najdejo najbolj oddaljeni elektroni atomov v povsem novi energijski ravni, ki znatno povečajo atomski radij. Nato se polmeri zmanjšujejo vzdolž nove vrstice v periodnem sistemu, kot prej.
Kakšna je velikost atomskega jedra?
Formalne formule atomskega polmera ni mogoče uporabiti za vse atome, toda v kovalentno vezanih atomih lahko polmer ocenimo tako, da razdaljo med atomskimi jedri delimo z dvema.
Atomski polmer se običajno določi s poskusi in odštevanjem. Če je polmer enega atoma znan (recimo kalcij, približno 178 pikometrov ali pm, enako 1,78 10–10 m) in razdalja med jedri molekule kalcijevega selenida (CaSe) je 278 pm, lahko od 278 odštejete 178, da dobite razumno oceno polmera atoma selena (100 pm).
Glede na resnične analogije se ena primerjava velikosti atoma nanaša na športni stadion. The polmer jedra samo po sebi gre le za 1 × 10–15 m ne glede na element in v tipičnem atomu bi bil najbolj oddaljeni elektron blizu nogometnega igrišča ali približno 100 m.
Grafikon velikosti atomov
Glejte Vire za graf, ki prikazuje približne vrednosti prvih 86 elementov v periodni tabeli. Ti se gibljejo od približno 40 pm za vodik do približno 240 pm za cezij.