Atomer, som du kanske har hört, representerar minsta möjliga bit av någon speciell typ av materia. Om du hade turen att ha ett pund tegel av elementet guld (Au), kan du dela det i tunnare och tunnare bitar tills du bara hade kvar guldatomer; ytterligare uppdelningar är möjliga, men ingen av de resulterande komponenterna är speciella för guld.
Det periodiska elementet innehåller 118 individuella typer av atomer (det vill säga element), som alla har ett unikt antal protoner och elektroner och ett liknande antal neutroner. Men hur liten är denna oändligt små enhet? Finns det ett sätt att relatera storleken på en atom till radien för någonting i din egen upplevelse?
Vad är delarna av en atom?
Alla atomer innehåller minst en proton, med protonnummer som bestämmer identiteten för ett element. Ett element har ett atomnummer, den unika identifieraren associerad med protonnumret och med en eller två bokstäver (t.ex. Ca för kalcium, element nummer 20 i det periodiska systemet).
I det neutrala, icke laddade tillståndet har varje atom samma antal
elektroner som det gör protoner. Element som börjar med helium innehåller också ett antal neutroner liknar och vanligtvis något över protonnumret. Varianter av element med olika antal neutroner kallas isotoper.Protoner är negativt laddade och är grupperade med neutroner för att bilda atomkärnan. De negativt laddade elektronerna zippar under tiden på betydande avstånd från kärnan i förhållande till atomens totala storlek, som du kommer att se i detalj.
Vilka styrkor bestämmer atomstorlek?
Atomer kännetecknas av sin stora mängd ledigt utrymme, vilket är en till synes bisarr observation om något som redan är så minuscule. Atomradien definieras normalt som avståndet från kärnans centrum till det yttersta elektronbana. I denna mening kan en atom representeras grafiskt som cirkulär, med kärnan i centrum och det yttersta elektronskalet som bildar cirkelbågen.
När du flyttar från vänster till höger längs en rad ökar både proton och elektronnummer med en för varje ändring av elementet. Men eftersom elektronerna adderas på ett spridd sätt tack vare reglerna för elektronbana fyllning medan den växande positiva laddningen av kärnan förblir koncentrerad i ett litet utrymme, elektronerna dras närmare kärnan tills ädelgaserna under period 18 av varje rad.
Sedan, med ett hopp till nästa rad, finns atomernas yttersta elektroner i en helt ny energinivå, vilket förstärker atomradien väsentligt. Därefter minskar radier längs den nya raden i det periodiska systemet, som tidigare.
Vad är storleken på atomkärnan?
Det finns ingen formell atomradieformel som är tillämplig på alla atomer, men i kovalent bundna atomer kan radien uppskattas genom att dela avståndet mellan atomkärnor med två.
Atomeradier bestäms vanligtvis av experiment och subtraktion. Om en atoms radie är känd (säg kalcium, cirka 178 pikometer eller pm, lika med 1,78 10–10 m), och avståndet mellan kärnor i en kalciumselenidmolekyl (CaSe) är 278 pm, kan du subtrahera 178 från 278 för att få en rimlig uppskattning av radien för en selenatom (100 pm).
När det gäller verkliga analogier, hänför sig en klassisk storlek av en atomjämförelse till en idrottsarena. De kärnans radie själva handlar bara om 1 × 10–15 m oavsett element, och i en typisk atom, skulle den yttersta elektronen vara nära en fotbollsplan borta, eller cirka 100 m.
Atom Storlekstabell
Se resurserna för en graf som visar de ungefärliga värdena för de första 86 elementen i det periodiska systemet. Dessa varierar från ca 40 pm för väte till ca 240 pm för cesium.