Атоми, можда сте чули, представљају најмањи могући комад било које одређене материје. Ако сте имали среће да имате циглу од пола килограма од елемента злата (Ау), могли бисте је поделити на ситније и ситније делове док вам не остану само златни атоми; могућа су даља подела, али ниједна од насталих компоненти није посебна за злато.
Периодни систем елемената укључује 118 појединачних врста атома (односно елемената), који сви имају јединствени број протона и електрона и сличан број неутрона. Али колико је мален овај бескрајно мали ентитет? Постоји ли начин да се повеже величина атома у радијусу било чега из вашег искуства?
Који су делови атома?
Сви атоми садрже бар један протон, са протонским бројем који одређује идентитет елемента. Елемент има атомски број, јединствени идентификатор повезан са бројем протона и са једно- или двословним симболом (нпр. Ца за калцијум, елемент број 20 у периодном систему).
У неутралном, ненаелектрисаном стању, сваки атом има једнак број електрони као и протони. Елементи који почињу са хелијумом такође садрже бројне
неутронима слично и обично мало веће од протонског броја. Варијанте елемената са различитим бројем неутрона називају се изотопи.Протони су негативно наелектрисани и скупљени су са неутронима да би створили атомско језгро. Негативно наелектрисани електрони се у међувремену заносе на знатној удаљености од језгра у односу на укупну величину атома, као што ћете детаљно видети.
Које силе одређују атомску величину?
Атоме карактерише огромна количина незаузетог простора, што је наизглед бизарно запажање о нечему што је већ тако минијатурно. Атомски радијус се нормално дефинише као удаљеност од центра језгра до најудаљенијег електронска орбитала. У том смислу, атом се може графички представити као кружни, са језгром у средишту и најудаљенијом електронском шкољком која чини лук круга.
Како се крећете слева удесно дуж реда, протонски број и електронски број повећавају се за један са сваком променом елемента. Међутим, зато што се електрони додају расејано захваљујући правилима електронско-орбиталног пуњења, док све већи позитивни набој језгро остаје концентрисано у једном малом простору, електрони се приближавају језгру све док племенити гасови у периоду од 18 ред.
Затим, скоком у следећи ред, најудаљенији електрони атома налазе се на потпуно новом енергетском нивоу, што знатно појачава атомски радијус. Затим се полупречници смањују дуж новог реда на периодном систему, као и раније.
Колика је величина атомског језгра?
Не постоји формална формула атомског радијуса применљива на све атоме, али у ковалентно везаним атомима радијус се може проценити дељењем растојања између атомских језгара са два.
Атомски радијуси се углавном одређују експериментисањем и одузимањем. Ако је познат радијус једног атома (рецимо калцијум, око 178 пикометара или пм, једнак 1,78 10–10 м), а растојање између језгара молекула калцијум селенида (ЦаСе) је 278 пм, можете одузети 178 од 278 да бисте добили разумну процену радијуса атома селена (100 пм).
Што се тиче стварних аналогија, једна класична величина атома се односи на спортски стадион. Тхе полупречник језгра сама по себи је само о 1 × 10–15 м без обзира на елемент, и у типичном атому, најудаљенији електрон био би близу фудбалског терена или око 100 м.
Графикон величине атома
Погледајте Ресурсе за графикон који приказује приближне вредности првих 86 елемената у периодном систему. Они варирају од око 40 пм за водоник до око 240 пм за цезијум.