Gwybodaeth sylfaenol am strwythur yr atom: nodweddion, nodweddion a fformiwla

Yr atom yw'r gronyn lleiaf o sylwedd cemegol sy'n gallu diogelu ei eiddo. Daw'r gair "atom" o'r "atomos" Groeg hynafol, sy'n golygu "anochel". . Gan ddibynnu ar faint a pha ronynnau sydd yn yr atom, gallwch chi bennu'r elfen gemegol .

Yn gryno ar strwythur yr atom

Sut allwn ni'n fyr restru'r wybodaeth sylfaenol am strwythur atom? Mae atom yn gronyn gydag un cnewyllyn, a godir yn gadarnhaol. O amgylch y cnewyllyn hwn mae cwmwl o electronau a godir yn negyddol. Mae pob atom yn ei gyflwr arferol yn niwtral. Gellir pennu maint y gronyn hon yn gyfan gwbl gan faint y cwmwl electron sy'n amgylchynu'r cnewyllyn.

Mae'r craidd ei hun, yn ei dro, hefyd yn cynnwys gronynnau llai - protonau a niwtronau. Mae protons yn cael eu cyhuddo'n gadarnhaol. Nid oes gan unrhyw niwtron unrhyw dâl. Fodd bynnag, mae protonau, ynghyd â niwtronau, yn cyfuno i mewn i un categori ac fe'u gelwir yn nucleonau. . Os oes angen gwybodaeth sylfaenol ar strwythur atom yn fyr, yna gellir cyfyngu'r wybodaeth hon i'r data a restrir .

Y wybodaeth gyntaf am yr atom

Ynglŷn â'r un peth, y gall y mater gynnwys gronynnau bach, yr amheuir bod y Groegiaid hynafol hefyd. Roedden nhw'n credu bod popeth sy'n bodoli yn cynnwys atomau. Fodd bynnag, roedd y farn hon yn unig yn athronyddol ac ni ellir ei ddehongli'n wyddonol.

Derbyniwyd y wybodaeth sylfaenol gyntaf am strwythur yr atom gan y gwyddonydd John Dalton. Yr ymchwilydd hwn oedd yn gallu darganfod y gall dwy elfen gemegol fynd i wahanol berthnasoedd, a byddai pob cyfuniad o'r fath yn sylwedd newydd. Er enghraifft, mae wyth rhan o elfen ocsigen yn cynhyrchu carbon deuocsid. Pedair rhan o ocsigen yw carbon monocsid.

Yn 1803 darganfu Dalton y gyfraith a elwir yn aml o gysylltiadau lluosog mewn cemeg. . Gan ddefnyddio mesuriadau anuniongyrchol (gan na ellid ystyried unrhyw atom o dan y microsgopau yna), daeth Dalton i ben am bwysau cymharol yr atomau .

Ymchwil gan Rutherford

Bron i ganrif yn ddiweddarach, cafodd gwybodaeth sylfaenol am strwythur atomau ei gadarnhau gan fferyllydd Saesneg arall, Ernest Rutherford. Cynigiodd y gwyddonydd fodel o gregen electron y gronynnau lleiaf.

Ar y pryd, roedd "Model Atomig Planetary" Rutherford yn un o'r camau pwysicaf y gallai cemeg ei wneud. Dangosodd gwybodaeth sylfaenol am strwythur yr atom ei fod yn debyg i'r system solar: mae electronau gronynnau'n cylchdroi o gwmpas y cnewyllyn mewn orbitau wedi'u diffinio'n fanwl, fel y mae planedau'n ei wneud.

Cragen electronig atomau a fformiwlâu atomau elfennau cemegol

Mae cragen electron pob un o'r atomau yn cynnwys cynifer o electronau ag sydd ynddo yn ei graidd proton. Dyna pam mae'r atom yn niwtral. Yn 1913 derbyniodd gwyddonydd arall wybodaeth sylfaenol am strwythur yr atom. Roedd fformiwla Niels Bohr yn debyg i'r un a gafodd Rutherford. Yn ôl ei gysyniad, mae'r electronau hefyd yn cylchdroi o amgylch cnewyllyn a leolir yn y ganolfan. Gorffennodd Bor y theori Rutherford, a gyflwynodd gytgord yn ei ffeithiau.

Hyd yn oed ar y pryd, lluniwyd fformiwlâu rhai sylweddau cemegol. Er enghraifft, dyluniwyd strwythur yr atom nitrogen yn sgematig fel 1 ² 2 ² 2 ^{2 3} , mae strwythur yr atom sodiwm yn cael ei fynegi gan fformiwla 1 ² 2 ² 2 ^{2 6 6 6} . Trwy'r fformiwlâu hyn, gallwch weld faint o electronau sy'n symud ar hyd pob un o'r orbitals o sylwedd cemegol.

Y model Schrodinger

Fodd bynnag, mae'r model atomig hwn hefyd yn ddarfodedig. Mae gwybodaeth sylfaenol am strwythur yr atom, sy'n hysbys i wyddoniaeth heddiw, wedi dod i raddau helaeth ar gael oherwydd ymchwil y ffisegydd Awstria E. Schrödinger.

Cynigiodd fodel newydd o'i strwythur - ton. Erbyn hyn, mae gwyddonwyr eisoes wedi profi bod yr electron wedi'i endodi nid yn unig â natur y gronyn, ond mae ganddo briodweddau ton.

Fodd bynnag, mae gan y modelau Schrödinger a Rutherford ddarpariaethau cyffredinol hefyd. Mae eu damcaniaethau yn debyg yn yr electronau hynny ar lefelau penodol.

Gelwir lefelau o'r fath hefyd yn haenau electronig. Gan ddefnyddio'r rhif lefel, gellir nodweddu'r ynni electron. Po uchaf yw'r haen, po fwyaf o ynni sydd ganddi. Cyfrifir pob lefel o'r gwaelod i fyny, felly mae'r rhif lefel yn cyfateb i'w ynni. Mae gan bob un o'r haenau yng nghregen electron yr atom ei islevels. Yn yr achos hwn, gall y lefel gyntaf gael un islevel, yr ail un - dau, y trydydd - tri, ac yn y blaen (gweler y fformiwlâu electronig uchod o nitrogen a sodiwm).

Hyd yn oed gronynnau llai

Ar hyn o bryd, wrth gwrs, mae gronynnau hyd yn oed yn llai na'r electron, proton a niwtron. Mae'n hysbys bod proton yn cynnwys quars. Mae gronynnau hyd yn oed yn llai o'r bydysawd - er enghraifft, neutrinos, sydd mewn maint yn ganolog yn llai na quark a biliwn gwaith yn llai na phroton.

Mae neutrinos yn gronyn mor fach ei fod yn 10 gwaith y biliwn o weithiau'n llai na, er enghraifft, tyrannosawrws. Mae'r tyrannosawr ei hun yr un mor gymaint â llai na'r holl fyd-eang arsylwi.

Gwybodaeth sylfaenol am strwythur yr atom: ymbelydredd

Mae bob amser wedi bod yn hysbys na all unrhyw adwaith cemegol drawsnewid un elfen i un arall. Ond yn y broses o ymbelydredd ymbelydrol mae hyn yn digwydd yn ddigymell.

Ymbelydredd yw gallu cnewyllyn atomig i drawsnewid i mewn i niwclei eraill - rhai mwy sefydlog. Pan gafodd pobl wybodaeth sylfaenol am strwythur atomau, gallai'r isotopau i ryw raddau fod yn ymgorfforiad breuddwydion yr alcemegwyr canoloesol.

Yn ystod pydredd isotopau, caiff ymbelydredd ymbelydrol ei allyrru. Am y tro cyntaf, darganfuwyd y fath ffenomen gan Becquerel. Prif ffurf ymbelydredd ymbelydrol yw pydredd alffa. Gyda hi, caiff gronyn alffa ei ryddhau. Mae pydredd beta hefyd, lle mae'r beta-gronyn yn cael ei ollwng o gnewyllyn yr atom, yn y drefn honno.

Isotopau Naturiol ac Artiffisial

Ar hyn o bryd, gwyddys tua 40 isotop naturiol. Mae'r rhan fwyaf ohonynt wedi'u lleoli mewn tri chategori: wraniwm-radiwm, tyriwm a actinium. Mae'r holl isotopau hyn i'w gweld mewn natur - mewn creigiau, pridd, aer. Ond heblaw amdanyn nhw, mae hefyd tua mil o isotopau a gynhyrchir yn artiffisial a geir mewn adweithyddion niwclear. . Defnyddir llawer o'u isotopau mewn meddygaeth, yn enwedig mewn diagnosteg .

Y cyfrannau y tu mewn i'r atom

Os ydych chi'n dychmygu atom, y bydd maint ei gymharu â maint stadiwm chwaraeon rhyngwladol, yna gallwch chi weld y cyfrannau canlynol yn weledol. Bydd electronronau'r atom mewn "stadiwm" o'r fath ar frig y stondinau. Bydd pob un ohonynt yn llai na phen y pin. Yna bydd y craidd wedi'i leoli yng nghanol y maes hwn, ac ni fydd ei faint yn fwy na maint y pys.

Weithiau bydd pobl yn gofyn y cwestiwn, sut mae'r atom yn edrych. Mewn gwirionedd, nid yw'n llythrennol yn edrych mewn unrhyw ffordd - nid am y rheswm bod microsgopau annigonol yn cael eu defnyddio mewn gwyddoniaeth. Mae dimensiynau'r atom yn yr ardaloedd hynny lle nad yw'r syniad o "welededd" yn bodoli yn syml.

Mae gan atomau ddimensiynau bach iawn. Ond pa mor fach yw'r dimensiynau hyn mewn gwirionedd? Y ffaith yw bod y grawn lleiaf, y gellir ei wybod o lygad dynol yn cynnwys oddeutu un chwintiwn o atomau.

Os ydym ni'n dychmygu atom o'r maint hwn a allai ffitio i mewn i'r llaw dynol, yna fe fyddai firysau o hyd 300 metr wrth ei gilydd. Byddai gan bacteria hyd at 3 km, a byddai trwch gwallt dynol yn gyfartal â 150 km. Mewn sefyllfa gorwedd, gallai fynd y tu hwnt i ffiniau awyrgylch y ddaear. Ac os oedd cyfrannau o'r fath yn go iawn, yna gallai'r gwallt dynol gyrraedd y lleuad yn ei hyd. Yma mae e'n atom mor anhygoel a diddorol, yr astudiaeth o ba wyddonwyr sy'n parhau i astudio hyd heddiw.