Bir Atomun Büyüklüğünü Nasıl Tanımlarsınız?

Atomlar, duymuş olabilirsiniz, herhangi bir madde türünün mümkün olan en küçük parçasını temsil eder. Altın (Au) elementinden bir kiloluk bir tuğlaya sahip olacak kadar şanslıysanız, sadece altın atomları kalana kadar onu daha küçük parçalara bölebilirdiniz; daha fazla bölünme mümkündür, ancak ortaya çıkan bileşenlerin hiçbiri altına özgü değildir.

Periyodik element tablosu, tümü benzersiz sayıda proton ve elektrona ve benzer sayıda nötrona sahip olan 118 ayrı atom türünü (yani elementleri) içerir. Ama bu sonsuz derecede küçük varlık ne kadar küçük? ilişkilendirmenin bir yolu var mı? bir atomun boyutu kendi deneyiminizdeki herhangi bir şeyin yarıçapına?

Tüm atomlar en az bir tane içerir proton, bir elementin kimliğini belirleyen proton sayısı ile. Bir elementin atom numarası, proton numarası ve bir veya iki harfli sembolle ilişkili benzersiz tanımlayıcısı vardır (örneğin, kalsiyum için Ca, periyodik tablodaki element numarası 20).

Nötr, yüksüz durumda, her atom aynı sayıda

Protonlar negatif yüklüdür ve atom çekirdeğini oluşturmak için nötronlarla kümelenir. Bu arada, negatif yüklü elektronlar, ayrıntılı olarak göreceğiniz gibi, atomun toplam boyutuna göre çekirdekten önemli mesafelerde zipler.

Atomlar, zaten çok küçük olan bir şey hakkında görünüşte tuhaf bir gözlem olan, geniş boş alanlarıyla karakterize edilir. Atom yarıçapı normalde çekirdeğin merkezinden en dıştakine olan mesafe olarak tanımlanır. elektron yörüngesi. Bu anlamda, bir atom, merkezde çekirdek ve dairenin yayını oluşturan en dıştaki elektron kabuğu ile grafiksel olarak dairesel olarak temsil edilebilir.

Bir satır boyunca soldan sağa doğru hareket ettikçe, elementteki her değişiklikle proton sayısı ve elektron sayısı birer birer artar. Ancak elektronlar, elektron-yörünge dolumu kuralları sayesinde saçılmış bir şekilde eklendiğinden, artan pozitif yük çekirdek küçük bir boşlukta konsantre halde kalır, elektronlar çekirdeğe daha yakın çekilir ve her birinin 18. periyodunda soy gazlar oluşur. kürek çekmek.

Ardından, bir sonraki sıraya atlayarak, atomların en dıştaki elektronları tamamen yeni bir enerji seviyesinde bulunur ve atom yarıçapını önemli ölçüde artırır. Ardından, daha önce olduğu gibi periyodik tablodaki yeni satır boyunca yarıçaplar azalır.

Tüm atomlar için geçerli resmi bir atom yarıçapı formülü yoktur, ancak kovalent olarak bağlı atomlarda yarıçap, atom çekirdekleri arasındaki mesafeyi ikiye bölerek tahmin edilebilir.

Atom yarıçapları genellikle deney ve çıkarma ile belirlenir. Bir atomun yarıçapı biliniyorsa (örneğin, kalsiyum, yaklaşık 178 pikometre veya pm, 1,78'e eşittir 10^–10 m) ve bir kalsiyum selenit (CaSe) molekülünün çekirdekleri arasındaki mesafe 278 pm'dir, bir selenyum atomunun yarıçapının (100 pm) makul bir tahminini elde etmek için 278'den 178'i çıkarabilirsiniz.

Gerçek dünyadaki analojiler açısından, bir atom karşılaştırmasının klasik bir boyutu, bir spor stadyumuyla ilgilidir. çekirdeğin yarıçapı kendisi sadece hakkında 1 × 10^–15 m elementten bağımsız olarak ve tipik bir atomda, en dıştaki elektron bir futbol sahasına yakın veya yaklaşık 100 m olacaktır.

Periyodik tablodaki ilk 86 elementin yaklaşık değerlerini gösteren bir grafik için Kaynaklara bakın. Bunlar, hidrojen için yaklaşık 40 um'den sezyum için yaklaşık 240 um'ye kadar değişir.