همه مواد از ذراتی به نام اتم تشکیل شده است. اتم ها به یکدیگر پیوند می خورند و عناصر را تشکیل می دهند که فقط حاوی یک نوع اتم هستند. اتم های عناصر مختلف با هم ترکیب می شوند و مولکول ها و اجسام را تشکیل می دهند. با ما همراه باشید تا خلاصه ای از مفاهیم اصلی مدل های اتمی و ساختار اتم را بررسی کنیم.
کلیدی ترین مفاهیم ساختار اتم و تئوری اتمی را می‌توان به صورت زیر عنوان کرد:
- اتم ها اجزاء سازنده ماده هستند که با روش‌های شیمیایی از هم جدا نمی‌شوند و تنها واکنش های هسته ای می توانند ساختار اتم ها را تغییر دهند.
- اتم‌ها از سه قسمت پروتون ها (بار مثبت) ، نوترون ها (بار خنثی) و الکترون ها (بار منفی) تشکیل شده‌اند.
- پروتون ها و نوترون ها هسته اتمی را تشکیل می دهند. الکترون ها جذب پروتون های هسته می شوند و به سرعت در مدارهایی در اطراف هسته در حال حرکت می‌کنند.
- هویت یک اتم با توجه به تعداد پروتون های آن تعیین شده و عدد اتمی نامیده می شود.
اجزاء اصلی سازنده اتم
اتم ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند:
- پروتون ها: پروتون ها اساس اتم ها هستند. یک اتم می تواند نوترون و الکترون به دست آورد یا از دست بدهد ولی هویت آن به تعداد پروتون ها گره خورده است. تعداد پروتون با حرف بزرگ Z مشخص می‌شود.
- نوترون ها: تعداد نوترون های یک اتم با حرف N نشان داده می شود. جرم اتمی یک اتم مجموع پروتون ها و نوترون های آن یا Z + N است. نیروی هسته ای قوی، پروتون ها و نوترون ها را در کنار هم نگه می‌دارد و هسته را تشکیل می دهد.
- الکترون: اندازه الکترون بسیار کوچکتر از اندازه پروتون و نوترون است و به دور آنها می چرخد.
مشخصات اصلی اتم‌ها
در اینجا لیستی از مشخصات اصلی اتم ها آورده شده است:
- اتم ها را نمی توان با استفاده از مواد شیمیایی تقسیم کرد و فقط واکنش های هسته ای ، مانند شکافت رادیواکتیو می توانند اجزای اتم ها را از هم جدا کنند.
- الکترون بار الکتریکی منفی دارد.
- پروتون دارای بار الکتریکی مثبت است.
- بار پروتون با بار الکترون برابر بوده ولی دارای علامت مخالف هستند. الکترون ها و پروتون ها از نظر الکتریکی جذب یکدیگر می شوند.
- نوترون از نظر الکتریکی خنثی است. به عبارت دیگر ، نوترون ها بار ندارند و به طور الكتریكی جذب الکترون یا پروتون نمی شوند.
- اندازه پروتون ها و نوترون ها تقریباً برابر بوده و بسیار بزرگتر از الکترون هستند.
- جرم یک پروتون 1840 برابر بیشتر از جرم الکترون است.
- هسته شامل پروتون و نوترون بوده و دارای بار الکتریکی مثبت است.
- الکترون ها در اطراف هسته حرکت می کنند. الکترونها در لایه‌های که احتمال حضور الکترون در آنجا زیاد است سازماندهی می‌شوند.
- مدل های ساده نشان می دهند الکترون ها در مدار تقریباً دایره ای به دور هسته می چرخند ، مانند سیاره هایی که به دور یک ستاره می چرخند ، اما رفتار واقعی الکترونها بسیار پیچیده تر است. برخی از لایه های الکترونی شبیه کره و برخی دیگر بیشتر شبیه دمبل و یا اشکال دیگر هستند. از نظر فنی ، یک الکترون را می توان در هر نقطه از اتم یافت ، اما بیشتر وقت خود را در منطقه توصیف شده توسط یک مدار می گذراند. الکترون ها همچنین می توانند بین اوربیتال ها حرکت کنند.
- اتم ها بسیار کوچک هستند. اندازه متوسط یک اتم حدود 100 پیکومتر یا یک ده میلیاردم متر است.
- تقریباً تمام جرم یک اتم در هسته آن است و تقریباً تمام حجم یک اتم توسط الکترونها اشغال شده است.
- تعداد پروتون ها (که به عنوان عدد اتمی آن نیز شناخته می شود) ماهیت عنصر را تعیین می کند. متفاوت بودن تعداد نوترون ها منجر به ایجاد ایزوتوپ و متفاوت بودن تعداد الکترون ها منجر به یون می شود. ایزوتوپ ها و یون های یک اتم که تعداد پروتون ثابت دارند گونه‌هایی از یک عنصر واحد هستند.
- ذرات درون یک اتم توسط نیروهای قدرتمند به هم متصل می شوند و افزودن یا خارج كردن الکترون از یك اتم نسبت به پروتون یا نوترون آسان تر است.
