Vad är en atom? Förklaring och exempel

Även om vi skulle använda de mest kapabla och kraftfulla mikroskopen för att se små partiklar, är atomer så små att det skulle vara otillräckligt att använda dessa mikroskop för att se dem. Svepelektronmikroskop har kunnat fånga bilder av rörliga atomer, till exempel två rheniumatomer som går samman för att bilda en molekyl. Det som fångades är i alla fall praktiskt taget ”oigenkännligt”, vilket framgår av artikelns tre sista referenser.

Därför måste experiment för att upptäcka atomers struktur och beteende utföras med ett stort antal av dem. Utifrån resultaten av dessa experiment kan vi försöka bygga en hypotetisk modell av en atom som beter sig som den verkliga atomen.

Molekyler är uppbyggda av en eller flera atomer, sammanfogade av kovalenta eller andra bindningar. Således kan atomer representeras av cirklar med en kärna i mitten. Denna kärna innehåller protoner och neutroner. Dessutom är den omgiven av en eller flera yttre zoner som representerar ”höljena” eller ”nivåerna”, som tekniskt kallas atomorbitaler, där elektronerna som omger atomkärnan finns.

Kemisk definition av atom

Atomen är den minsta partikeln i ett grundämne, som kan ha eller inte ha en självständig existens men som alltid deltar i en kemisk reaktion . En atom definieras också som den minsta enhet som behåller egenskaperna hos ett grundämne.

Å andra sidan är alla atomer i samma element identiska, och olika element har olika typer av atomer . Atomerna producerar kemiska reaktioner när de joninteragerar.

Hur bildas en atom?

Protoner, neutroner och elektroner är kända som subatomära partiklar. Dessa partiklar är ansvariga för bildandet av atomer. Ur kvantsynpunkt utgörs de uppräknade subatomära partiklarna i sin tur av andra ännu mer elementära, vars studier motsvarar grundläggande fysik. Neutroner och protoner har ungefär samma massa, medan massan av en elektron är försumbar i jämförelse. Å andra sidan, medan en elektron har en negativ laddning och en proton har en positiv laddning, har en neutron ingen laddning. Nu innehåller en atom samma antal protoner och elektroner, och därför har en atom som helhet ingen laddning.

Å andra sidan innehåller en atoms kärna bara protoner och neutroner, så den är positivt laddad. Elektroner, å sin sida, upptar området av rymden som omger kärnan. Därför är det mesta av massan koncentrerad i kärnan, som är atomens centrum. Kärnan innehåller neutroner och protoner, som ger atomen dess massa och dess positiva laddningar. En neutron har ingen laddning och har en massa som anses vara enhet.

Protonen har en enda positiv laddning och har också massan en. Således är atomnumret för ett grundämne lika med antalet protoner eller positiva laddningar i kärnan. Å andra sidan finns det atomvikten för ett grundämne. Detta bestäms genom att addera det totala antalet protoner och neutroner i kärnan (kom ihåg att massan av elektroner är försumbar i jämförelse).

Däremot har en elektron en enda negativ laddning. För att atomen i ett grundämne ska ha noll laddning måste den ha samma antal elektroner som protoner. Dessa elektroner är ordnade i zoner (orbitaler) runt atomkärnan.

Hur stor är en atom?

Storleken på en atom är extremt liten. Ett lager av atomer så tjockt som ett tunt pappersark består av miljarder atomer. Det är omöjligt att mäta storleken på en isolerad atom eftersom det, som kvantfysiken visar, är omöjligt att exakt lokalisera positionerna för elektronerna som omger kärnan.

Det är dock möjligt att beräkna storleken på en atom genom att anta att avståndet mellan angränsande atomer är halva radien av den atomen. Atomradien mäts vanligtvis i nanometer (nm):

1m = ^109nm

Daltons atomteori

Daltons atomteori är en vetenskaplig teori om materiens natur som den engelske vetenskapsmannen John Dalton föreslog 1808. Med denna teori slog Dalton fast att all materia var uppbyggd av små, odelbara partiklar som kallas ”atomer”.

I teorin som föreslås av Dalton, föreslår forskaren att alla ämnen är uppbyggda av atomer och att atomer är enheter som inte kan delas eller förstöras. Denna teori föreslår också att även om alla element är uppbyggda av atomer med olika storlekar och massor, har alla atomer av samma element samma storlek och massa.

Daltons atomteori har andra postulat, dessa anges nedan.

• Materia består av små partiklar som kallas atomer.
• Atomer är odelbara partiklar som inte kan förstöras eller skapas av kemiska reaktioner.
• Alla atomer i ett grundämne har identiska kemiska egenskaper och massor, medan atomer av olika grundämnen har olika kemiska egenskaper och massor.
• Atomer kombineras i små hela förhållanden för att bilda föreningar.
• Materia är allt i vår miljö. Den har grundläggande strukturella och fundamentala enheter, just atomer.

Denna teori, nyckeln till att förstå materiens natur, har i stor utsträckning ersatts av bland annat kvantmekaniken. Det fortsätter dock att vara ett användbart verktyg för att förstå materiens makroskopiska egenskaper och de flesta av de fenomen som kemi studerar.

Slutsats

För att avsluta förståelsen av vad en atom är, låt oss undersöka begreppet materia med ett exempel.

Låt oss ta en sagobok och bryta ner dess struktur. Boken innehåller många sidor, varje sida består av stycken och varje stycke innehåller många meningar. Varje mening kommer då att ha många ord och varje ord kommer att ha tecken, det vill säga bokstäver.

Det är exakt samma fall när vi betraktar materia utifrån Daltons teori, att den kan delas upp i molekyler, vilket är det minsta ett ämne kan delas in i utan att förlora sitt väsen. Molekyler är i sin tur uppbyggda av en eller flera typer av atomer. Atomer, som är den minsta partikeln i ett grundämne, består av subatomära partiklar: protoner, elektroner och neutroner.

Källor

• Leal, S. (2010). Materiens konstitution .
• Molina, R. (sf). atomen . Institutet för materiens struktur.
• Planas, O. (2013). Vad är en molekyl ?
• https://www.larazon.es/ciencia/20200131/fie2hkdhebefrgg67mcaht7fvy.html
• https://wp.icmm.csic.es › 2009/02 › seeing_atoms (pdf)
• https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-nitidez-imagen-atomos-alcanza-niveles-limite-20210521164505.html