Atomer er de grunnleggende enheter av saken og å definere strukturen av elementer. Begrepet «atom» kommer fra det greske ordet for udelelig, fordi det var en gang tenkt at atomene var den minste ting i universet, og kan ikke deles. Vi vet nå at atomer er bygd opp av tre partikler: protoner, nøytroner og elektroner — som består av enda mindre partikler, for eksempel kvarker.
Atomer ble opprettet etter Big Bang 13,7 milliarder år siden., Som den varme, tette nytt univers avkjølt, forholdene ble egnet for kvarker og elektroner for å danne. Kvarker kom sammen til protoner og nøytroner, og disse partiklene sammen til kjerner. Alt dette fant sted i de første minuttene av universets eksistens, i henhold til CERN.
Det tok 380,000 år for universet til kul nok til å bremse ned elektroner slik at kjernene kunne fange dem for å danne den første atomer. De første atomene ble hovedsakelig hydrogen og helium, som fortsatt er den mest tallrike elementer i universet, i henhold til Jefferson Lab., Gravitasjon til slutt forårsaket skyer av gass til å smelte sammen og danne stjerner, og tyngre atomer var (og fortsatt er) som er opprettet i stjernene og sendte hele universet når stjernen eksploderte (supernova).
– >
Atomiske partikler
Protoner og nøytroner er tyngre enn elektroner, og som befinner seg i kjernen i midten av atom. Elektroner er ekstremt lett og finnes i en sky som går i bane rundt kjernen. Elektronet sky har en radius på 10 000 ganger større enn kjernen, i henhold til de Los Alamos National Laboratory.,
Protoner og nøytroner har omtrent samme masse. Men, ett proton er om 1,835 ganger mer massiv enn et elektron. Atomer alltid har et likt antall protoner og elektroner, og antall protoner og nøytroner er vanligvis det samme som godt. Legge til et proton til et atom gjør et nytt element, samtidig som du legger til et nøytron gjør en isotop, eller tyngre versjon av atom.
Kjernen
kjernen ble oppdaget i 1911 av Ernest Rutherford, en fysiker fra New Zealand., I 1920, Rutherford foreslo navnet proton for den positivt ladede partikler av atom. Han har også en teori om at det var en nøytral partikkel i kjernen, som James Chadwick, en Britisk fysiker og elev av Rutherford-tallet, var i stand til å bekrefte i 1932.
Nesten alle massen av et atom er bosatt i sin kjerne, i henhold til Kjemi LibreTexts. Protoner og nøytroner som utgjør kjernen er omtrent samme masse (proton er litt mindre) og har samme drivmoment, eller spinn.,
kjernen er holdt sammen av sterke kraft, en av de fire grunnleggende kreftene i naturen. Denne kraften mellom protoner og nøytroner overvinner frastøtende elektrisk kraft som ellers ville presse protoner fra hverandre, i henhold til reglene av elektrisitet. Noen atomic atomkjerner er ustabile fordi den bindende kraft varierer for ulike atomer som er basert på størrelsen av kjernen. Disse atomene vil da forfalle til andre elementer, for eksempel karbon-14 henfaller til nitrogen-14.,
Protoner
Protoner er positivt ladde partikler som finnes i atomic kjerner. Rutherford oppdaget dem i eksperimenter med cathode-ray-rør som ble gjennomført mellom 1911 og 1919. Protoner er om 99.86% så massiv som nøytroner.
antall protoner i et atom er unike for hvert element., For eksempel karbon-atomene har seks protoner, hydrogen atomer har en og oksygen atomer har åtte. Antall protoner i et atom er referert til som atomnummer av dette elementet. Antall protoner bestemmer også kjemisk oppførsel av elementet. Elementer som er ordnet i den Periodiske Tabell over Elementene i rekkefølge av økende atomnummer.,
Tre kvarker utgjør hvert proton — to «opp» kvarker (hver med to tredjedels positiv ladning) og en «down» quark (med en tredje negativ ladning) — og de blir holdt sammen av andre subatomære partikler som kalles gluoner, som er massless.
Elektroner
Elektroner er liten i forhold til protoner og nøytroner, enn 1.800 ganger mindre enn enten et proton eller et nøytron. Elektroner er i ferd med 0.054% så massiv som nøytroner, i henhold til Jefferson Lab.
Joseph John (J. J.) Thomson, en Britisk fysiker, oppdaget elektronet i 1897, i henhold til Vitenskap Historie Institutt., Opprinnelig kjent som «corpuscles» elektroner har negativ ladning og elektrisk tiltrukket av de positivt ladede protoner. Elektroner omgir atomkjernen i trasé kalt orbitals, en idé som ble lagt frem av Erwin Schrödinger, en Østerriksk fysiker, på 1920-tallet. I dag, denne modellen er kjent som kvante-modellen eller electron cloud-modell. Den indre orbitals rundt atom er sfærisk, men den ytre orbitals er mye mer komplisert.
Et atom er electron-konfigurasjonen viser til plasseringen av elektroner i en typisk atom., Ved hjelp av den electron-konfigurasjonen og prinsipper i fysikk, kjemikere kan forutsi et atom egenskaper, slik som stabilitet, kokepunkt og ledningsevne, i henhold til de Los Alamos National Laboratory.
Nøytroner
nøytron eksistens var teoretisert av Rutherford i 1920 og ble oppdaget av Chadwick i 1932, i henhold til American Physical Society. Nøytroner ble funnet under eksperimenter når atomer ble skutt på et tynt ark av beryllium. Subatomære partikler med kostnadsfritt ble utgitt – det nøytron.,
Nøytroner er ladet partikler som finnes i alle atomic kjerner (bortsett fra hydrogen). Et nøytron massen er litt større enn et proton. Som protoner, nøytroner er også laget av kvarker — en «opp» quark (med en positiv 2/3 kostnad) og to «ned» kvarker (hver med en negativ en tredjedel kostnad).
History of the atom
The theory of The atom datoer minst så langt tilbake som 440 B. C. til Demokrit, en gresk vitenskapsmann og filosof. Demokrit mest sannsynlig bygget sin teori om atomer på arbeid av tidligere filosofer, ifølge Andrew G., Van Melsen, forfatter av «Fra Atomos å Atom: Historien om Konseptet Atom» (Duquesne University Press, 1952).
Demokrit’ forklaring av atom begynner med en stein. En stein halvert gir to halvdeler av samme stein. Hvis steinen skulle være kontinuerlig klipp ut, på et tidspunkt ville det eksisterer et stykke av stein liten nok til at det ikke lenger kunne bli kuttet. Begrepet «atom» kommer fra det greske ordet for udelelig, som Demokrit konkluderte må være det punktet hvor en er (noen form for skyld) kan ikke deles opp noe mer.,
Hans forklaring inkludert ideer som atomer eksisterer separat fra hverandre, at det er en uendelig mengde atomer, at atomer er i stand til å flytte, at de kan gå sammen om å opprette sak, men ikke slå sammen til å bli en ny atom, og at de ikke kunne deles opp i henhold til Universet i Dag. Men fordi de fleste filosofer på den tiden — spesielt den svært innflytelsesrike Aristoteles — mente at alle spørsmål ble opprettet fra jord, luft, ild og vann, Demokrit’ atom-teorien ble satt til side.,
– >
John Dalton, en Britisk kjemiker, bygget på Demokrit’ ideer i 1803, da han la ut sin egen atom-teorien, i henhold til kjemi avdeling ved Purdue University. Dalton ‘ teori inkludert flere ideer fra Demokrit, som for eksempel atomer er udelelig og uforgjengelig, og at forskjellige atomer danner sammen for å lage alle spørsmål., Dalton tillegg til teori omfattet følgende forslag: At alle atomer av et bestemt element var identiske, at atomer av ett element vil ha forskjellige vekter og egenskaper enn atomer av et annet element, at atomer kan ikke skapes eller ødelegges, og at materie består av atomer som kombinerer enkel og hele tall.
Thomson, Britisk fysiker som oppdaget elektronet i 1897, viste at atomene kan være delt, i henhold til de Kjemiske Heritage Foundation., Han var i stand til å fastslå eksistensen av elektroner ved å studere egenskapene til elektrisk utladning i cathode-ray-rør. Ifølge Thomson ‘ s 1897 papir, stråler ble avledet innen rør, som viste seg at det var noe som var negativt ladet i vakuum rør. I 1899, Thomson publisert en beskrivelse av sin versjon av atom -, vanligvis kjent som «plum pudding modell.»Et utdrag av dette papiret er funnet på Kem Team-området., Thomson ‘ s modell av atomet inkludert et stort antall elektroner suspendert i noe som har gitt en positiv ladning som gir den atom-en samlet nøytral ladning. Hans modell lignet plum pudding, en populær Britisk dessert som hadde rosiner suspendert i en rund kake-som ball.
Den neste forskeren til å endre og forhånd atom-modell ble Rutherford, som studerte under Thomson, i henhold til kjemi avdeling ved Purdue University. I 1911, Rutherford utgitt sin versjon av atom, som inkluderte en positivt ladet kjerne gikk i bane av elektroner., Denne modellen oppsto da Rutherford og hans assistenter sparken alfa-partikler i tynne plater av gull. En alfa-partikkel består av to protoner og to nøytroner, som alle holdt sammen av den samme sterke kjernekraften som binder kjernen, i henhold til Jefferson Lab.
forskere har lagt merke til at en liten prosentandel av alfa-partikler som ble spredt på svært stor vinkel i forhold til den opprinnelige retning av bevegelse mens de fleste gikk rett gjennom neppe forstyrret., Rutherford var i stand til å anslå størrelsen på kjernen av gull atom, finne det skal være minst 10 000 ganger mindre enn størrelsen av hele atom med mye av atomet blir tomme rommet. Rutherford modell av atomet er fortsatt den grunnleggende modellen som er brukt i dag.,
Flere andre forskere fremmet atom-modell, med Niels Bohr (bygget på Rutherford modell for å inkludere egenskaper av elektroner basert på hydrogen spektrum), Erwin Schrödinger (utviklet quantum modell av atomet), Werner Heisenberg (uttalt at man ikke kan vite både posisjon og hastighet av et elektron samtidig), og Murray Gell-Mann og George Zweig (uavhengig utviklet teorien om at protoner og nøytroner ble består av kvarker).