Atoms ir tā definējošā struktūra elements, ko nevar sadalīt ar jebkādiem ķīmiskiem līdzekļiem. A tipisks atoms sastāv no pozitīvi uzlādēta kodola protoni un elektriski neitrāls neitroni ar negatīvi uzlādētu elektroni riņķo ap šo kodolu. Tomēr atoms var sastāvēt no viena protona (t.i., prāta ūdeņraža izotops) kā kodolu. protonu skaits definē atoma vai tā elementa identitāti.
Atoma lielums, masa un lādiņš
Atoma lielums ir atkarīgs no tā, cik daudz protonu un neitronu tam ir, kā arī no tā, vai tam ir vai nav elektroni. Parasti atoma lielums ir aptuveni 100 pikometri vai apmēram viena desmit miljarda metra. Lielākā daļa tilpuma ir tukša, ar reģioniem, kuros var atrast elektronus. Mazie atomi parasti ir sfēriski simetriski, taču tas ne vienmēr attiecas uz lielākiem atomiem. Pretēji lielākajai daļai atomu diagrammu, elektroni ne vienmēr riņķo kodola riņķī.
Atomu masa var svārstīties no 1,67 x 10-27 kg (ūdeņradim) līdz 4,52 x 10-25 kg ļoti spēcīgiem radioaktīviem kodoliem. Masa gandrīz pilnībā rodas protonu un neitronu ietekmē, jo elektroni dod ieguldījumu nenozīmīga masa uz atomu.
Atomam, kurā ir vienāds protonu un elektronu skaits, nav tīrā elektriskā lādiņa. Protonu un elektronu skaita nelīdzsvarotība veido atomu jonu. Tātad atomi var būt neitrāli, pozitīvi vai negatīvi.
Atklājums
Jēdziens, ka mazās vienības varētu būt nozīmīgas, pastāv jau kopš senās Grieķijas un Indijas. Faktiski vārds "atoms" tika izdomāts Senajā Grieķijā. Tomēr atomu esamība netika pierādīta līdz Džona Daltona eksperimenti 1800. gadu sākumā. 20. gadsimtā kļuva iespējams "redzēt" atsevišķus atomus, izmantojot skenējošo tunelēšanas mikroskopiju.
Lai arī tiek uzskatīts, ka elektroni veidojas Visuma Lielā sprādziena veidošanās ļoti agrīnajos posmos, atomu kodoli veidojās tikai varbūt trīs minūtes pēc eksplozijas. Pašlaik visizplatītākais atomu tips Visumā ir ūdeņradis, lai gan laika gaitā pieaugs hēlija un skābekļa daudzums, iespējams, pārņemot ūdeņradi pārpilnībā.
Antimatērija un eksotiskie atomi
Lielākā daļa Visumā sastopamo lietu ir veidota no atomi ar pozitīviem protoniem, neitrāliem neitroniem un negatīviem elektroniem. Tomēr pastāv antimateriāla daļiņa elektroniem un protoniem ar pretējiem elektriskajiem lādiņiem.
Pozitroni ir pozitīvi elektroni, savukārt antiprotoni ir negatīvi protoni. Teorētiski antimatērijas atomi varētu pastāvēt vai tikt izveidots. Antimateriāla ekvivalents a ūdeņraža atoms (antiūdeņradis) tika ražots CERN, Eiropas Kodolpētījumu organizācijā, Ženēvā 1996. gadā. Ja parastais atoms un anti-atoms saskartos viens ar otru, tie iznīcinātu viens otru, vienlaikus atbrīvojot ievērojamu enerģiju.
Ir iespējami arī eksotiski atomi, kuros protonu, neitronu vai elektronu aizstāj ar citu daļiņu. Piemēram, elektronu var aizstāt ar a muons lai veidotu muonu atomu. Šāda veida atomi dabā nav novēroti, tomēr tos var ražot laboratorijā.
Atomu piemēri
- ūdeņradis
- oglekļa-14
- cinks
- cēzijs
- tritijs
- Kl- (viela var būt atoms un izotops vai jonu tajā pašā laikā)
Vielu, kas nav atomi, piemēri ir ūdens (H2O), galda sāls (NaCl) un ozons (O3). Būtībā jebkurš materiāls, kura kompozīcija satur vairāk nekā vienu elementa simbolu vai kura apakšindekss seko elementa simbols ir molekula vai savienojums, nevis atoms.