Атом

Мы объясним, что такое атом и как состоит каждая из его частей. А также его история, исследования по нему и что такое молекула
Атомы состоят из субатомных частиц

Что такое атом?

Наименьшая единица, из которой состоит материя , называется атомом

Слово ‘атом’ происходит от древнегреческого (atomon, без деления) и было придумано первыми философами для теоретизирования о составе вещей, то есть об элементарных частицах Вселенной. С тех пор, с появлением атомных моделей , то, как мы их себе представляем, очень сильно изменилось, поскольку одна атомная модель сменяла предыдущую на протяжении веков, пока мы не пришли к той, которую имеем сегодня

Атомы обладают свойствами химического элемента , из которого они состоят, и, в свою очередь, элементы организованы и классифицированы в соответствии с их атомными номерами , электронной конфигурацией и химическими свойствами в Периодической таблице элементов

Один и тот же химический элемент может состоять из разных атомов одного класса, т.е. с одинаковым атомным номером (число протонов у каждого атома в элементе), хотя их атомные массы различны

Например, существуют различные атомы одного и того же элемента, которые отличаются количеством нейтронов , и называются изотопами, представительным примером которых являются изотопы элемента углерода (12C, 13C, 14C). Итак, каждый атом принадлежит или не принадлежит к одному химическому элементу в зависимости от количества протонов, поэтому атомы с одинаковым количеством протонов принадлежат к одному химическому элементу

Как устроен атом?

Атомы состоят из ядра и одного или нескольких электронов (которые имеют отрицательный заряд) вокруг него. Ядро состоит из частиц, называемых протонами и нейтронами. Протоны заряжены положительно, а нейтроны – нейтрально. Протоны и нейтроны называются нуклонами

Протоны и электроны притягиваются друг к другу электромагнитной силой (взаимодействие заряженных частиц с электрическими и магнитными полями), а протоны и нейтроны притягиваются друг к другу ядерной силой (сила, которую испытывают только частицы, составляющие атомное ядро)

Как соединяются атомы?

Атомы могут соединяться друг с другом, образуя химические связи , которые возникают, когда они делятся своими электронами тем или иным образом. Химические связи могут быть ковалентными ионными металлическими , что приводит к образованию ковалентных молекулярных соединений, ионных решеток или металлических соединений (хотя важно отметить, что ни одна химическая связь не является абсолютно ковалентной или ионной). Таким образом, атомы могут объединяться, образуя простые молекулы , такие как вода , а также сложные макромолекулы , такие как белки ДНК РНК

Хотя атомы отличаются друг от друга конфигурацией своих частиц, верно и то, что все атомы одного и того же элемента абсолютно идентичны: атомы водорода в Солнце такие же, как те, из которых состоят наши тела, а атомы углерода в теле собаки идентичны тем, из которых состоит алмаз. Разница заключается в том, как атомы объединяются в различные химические соединения, из которых состоят органы и системы органов живых существ , материалы, создаваемые в промышленности , и вся материя, из которой состоит Вселенная

Вам может быть полезно: Атомная модель Резерфорда

Части атома

Орбитали – это вероятность нахождения каждого электрона вокруг ядра.

Атомы состоят из двух основных частей:

• Около 99,94% массы атома сосредоточено в ядре, где протоны и нейтроны (вместе называемые нуклонами) связаны между собой сильными ядерными силами, которые не позволяют протонам отталкиваться друг от друга, поскольку они имеют одинаковый электрический заряд.
• Атомные орбитали. Орбиталь описывает область пространства вокруг атомного ядра, в которой вероятность нахождения электрона очень высока. Эти области имеют различные формы, которые получаются в результате решения стационарного уравнения Шредингера. Эрвин Шредингер был австрийским ученым, который разработал это уравнение в 1925 году для расчета эволюции субатомных частиц, таких как электроны. Таким образом, электроны образуют своего рода облако вокруг ядра, которое представлено формой атомных орбиталей. Более того, каждая атомная орбиталь соответствует определенному значению энергии для электронов, поэтому они расположены в соответствии с их энергетическими значениями. Формы первых атомных орбиталей показаны на рисунке ниже:
  

История атома

В 1773 году Антуан де Лавуазье постулировал закон сохранения массы.

Первым, кто сформулировал идею существования атомов, был греческий философ Демокрит (ок.V-VI вв. до н.э.) на основе чисто воображаемых домыслов (как понималась наука в то время)

Его исследованиями занимались более поздние философы, такие как Левкипп и Эпикур, но в период Средневековья он был упущен из виду, заслоненный креационистским объяснением мира, которое приписывало все Богу

Только в 1773 году французский химик Антуан де Лавуазье сформулировал свою теорию о несоздании и неуничтожении материи (она только преобразуется) или закон сохранения массы , что позволило Джону Дальтону сформулировать первую современную атомную теорию в 1804 году

Сменявшие друг друга ученые в области физики химии были вдохновлены его работой, чтобы предложить более совершенные и сложные системы для понимания фундаментальных частиц материи. Впоследствии были предложены новые атомные модели, которые привели к наиболее широко используемым сегодня

Современная общепринятая структура – это структура, полученная в результате экспериментов Резерфорда в 1911 году, а также формулировок Нильса Бора, Шредингера и Гейзенберга

Молекула

Молекулы образуются путем соединения двух или более атомов вместе, образуя более сложные структуры.

Молекула – это соединение двух или более атомов химическими связями с образованием более сложной, электрически нейтральной структуры. Химические связи могут быть ковалентными или ионными

Молекулы могут состоять из атомов одного и того же химического элемента , например, молекула кислорода (O2), или атомов разных химических элементов, например, молекула глюкозы. Моноатомные газы, например, гелий (He), также считаются молекулами