วิธีสร้างแบบจำลอง 3 มิติของอะตอม

อัน อะตอมอย่างที่คุณอาจเคยได้ยินมา มักถูกเรียกว่าองค์ประกอบธรรมดาที่เล็กที่สุดของสสารที่มีอยู่ อะตอมประกอบด้วยส่วนประกอบแต่ละส่วน (บางส่วนรวมถึงส่วนประกอบย่อยของอะตอมเอง) แต่เป็นอะตอมซึ่งมีขนาดประมาณ 1 × 10^-10 ม. เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดที่ยังคงคุณสมบัติส่วนบุคคลของส่วนที่ใหญ่กว่า

รูปร่างพื้นฐานโดยประมาณของอะตอมเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว โดยที่โปรตอนและนิวตรอนจับกลุ่มกันเป็นก้อนกลม นิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่มีขนาดเล็กกว่าจะซิปห่างจากอนุภาคเล็กๆ ประมาณ 1 × 10⁻¹⁵ ม.กว้าง) นิวเคลียส วิธีนี้ช่วยให้คุณสร้างแบบจำลองอะตอมสามมิติหรือ "3 มิติ" ในชั้นเรียนหรือที่บ้านได้

อะตอมแต่ละประเภทเรียกว่า องค์ประกอบและแต่ละองค์ประกอบมีชื่อ เช่น ไฮโดรเจน รูบิเดียม หรือนีออน องค์ประกอบที่มีชื่อเหล่านี้มีหมายเลขตั้งแต่หนึ่งถึง 118 ในตารางธาตุขององค์ประกอบ เหล่านี้ เลขอะตอม สอดคล้องกับจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอน เช่นเดียวกับจำนวนนิวตรอนโดยเฉลี่ยโดยประมาณในแต่ละองค์ประกอบ

คุณสามารถประมาณค่าจำนวนนิวตรอนของธาตุหนึ่งได้โดยการลบเลขอะตอมของธาตุออกจากมวลอะตอม ซึ่งแสดงอยู่ที่ด้านล่างตรงกลางของกล่องธาตุในตารางธาตุส่วนใหญ่ ในขณะที่โปรตอนและนิวตรอนอยู่ในลำดับเพียง 10

โปรตอนที่มีประจุบวกและนิวตรอนเป็นกลางอยู่ห่างจากอิเล็กตรอนที่มีประจุลบที่มีขนาดเล็กกว่ามาก ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ยกเว้นว่าตำแหน่งของอิเล็กตรอนใด ๆ ไม่สามารถทราบได้อย่างแม่นยำในทันทีใด ๆ เท่านั้น กำหนดไว้เพียงบางส่วนเท่านั้น ความน่าจะเป็น สำหรับวัตถุประสงค์ของแบบจำลองอะตอม 3 มิติ ให้คิดว่าอะตอมคล้ายกับระบบเล็กๆ ของวัตถุทางดาราศาสตร์ส่วนกลางและดาวเทียม

โชคดีที่คุณไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์หรูหรา แต่ควรให้รูปลักษณ์ที่สะดุดตา ยางชนิดใดก็ได้หรือลูกที่คล้ายกันก็ใช้ได้ มันจะมีประโยชน์ถ้าสิ่งเหล่านี้มาในสีที่ต่างกัน และจะเป็นประโยชน์ถ้าคุณสามารถเขียนมันด้วยปากกามาร์กเกอร์ (และดียิ่งขึ้นถ้าคุณสามารถลบหมึกได้อย่างง่ายดายในภายหลัง)

จากตารางธาตุ O มีเลขอะตอมเป็น 8 และมีมวลอะตอมใกล้เคียงกับ 16.0 แบบจำลองอะตอมออกซิเจน 3 มิติหรือ รูปภาพจะแสดงโปรตอนแปดตัวและนิวตรอนแปดตัวในนิวเคลียสและอิเล็กตรอนแปดตัวที่ใดที่หนึ่งนอก นิวเคลียส. โปรตอนและนิวตรอนอาจเป็นลูกบอลที่มีสีต่างกันเท่านั้น อิเล็กตรอนจะแสดงได้ดีที่สุดในรูปแบบนี้โดยลูกบอลที่เล็กกว่ามาก

อาร์กอนอะตอมรุ่น 3D: จากตารางธาตุ อาร์กอน (Ar) มีเลขอะตอมเท่ากับ 18 และมวลอะตอมเท่ากับ 39.95 ซึ่งหมายความว่าอะตอมของอาร์กอนทั่วไปสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีประมาณ 40 − 18 = 22 นิวตรอนที่จะไปกับ 18 โปรตอนของมัน

• เรียกปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของอะตอมเดียวกันซึ่งแปรผันเฉพาะในจำนวนนิวตรอนเท่านั้น เรียกว่า ไอโซโทป. หมายเลขโปรตอน-บวก-นิวตรอนของไอโซโทปที่กำหนดนั้นถูกกำหนดโดยใช้ตัวยกด้านซ้ายถัดจากสัญลักษณ์ธาตุ

อะตอมนี้สามารถแทนด้วย 18 ลูกโปรตอน (พีหมึก) และลูกบอลนิวตรอน 22 ลูก (นavy) ในกระจุกดาวทรงกลมที่มีวงแหวนอิเล็กตรอน 18 ลูก (หรือลูกหิน) ที่มีระยะห่างเท่ากันล้อมรอบแกนนี้ ในความเป็นจริง อิเล็กตรอนจะล้อมรอบนิวเคลียสใน "เมฆ" ไม่ใช่วงแหวนระนาบเหมือนระบบสุริยะ และจะสมมติรูปทรงเรขาคณิตคร่าวๆ ตามระดับพลังงานหรือเปลือกของพวกมัน

แบบจำลองอะตอมแคลเซียม: แคลเซียมมีโปรตอนมากกว่า 2 ตัว ดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอนมากกว่าอาร์กอน 2 ตัว คุณจึงสามารถสร้างมันขึ้นบน "ฐาน" ของอะตอมอาร์กอนได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม การรู้บางอย่างเกี่ยวกับวาเลนซ์อิเล็กตรอนจะเป็นประโยชน์เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมอิเล็กตรอนใหม่ทั้งสองจึงอยู่ไกลจากนิวเคลียสมากกว่าอิเล็กตรอนในอาร์กอน

เนื่องจากอาร์กอนเป็นก๊าซมีตระกูล ซึ่งหมายความว่าชั้นนอกสุดของอิเล็กตรอนจะเต็มไป ตำแหน่งขวาสุดในตารางธาตุบ่งบอกถึงสิ่งนี้ แคลเซียม ในคอลัมน์ 2 ของตารางมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสองตัว อย่างไรก็ตาม หัวข้อนี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของแนวคิดโครงการปรมาณูสำหรับโรงเรียน