تلفن 021-88848547   021-88317033

ارسال مواد خریداری شده به سراسر کشور در اسرع وقت

همه چیز در مورد ساختار اتم و ذرات

مقالات (عمومی)
همه چیز در مورد ساختار اتم و ذرات

اتم کوچکترین جزء ماده است که از نظر شیمیایی بیشتر قابل تقسیم نیست. بسته به اتم، از تعداد معینی الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده است. پروتون ها و نوترون ها با بار مثبت هسته ای را تشکیل می دهند که توسط الکترون ها در فواصل معینی احاطه شده است.

 

یک اتم طبیعی از نظر الکتریکی خنثی است، به همان اندازه پروتون های مثبت در داخل یک اتم وجود دارد که الکترون های بار منفی دارند. در حالی که تعداد نوترون ها می تواند متفاوت باشد. ساده ترین اتم، اتم هیدروژن است که فقط یک الکترون، یک پروتون دارد و بدون نوترون است. اتم سنگین ‌تر بعدی، گاز نجیب هلیوم، از دو الکترون، دو پروتون و دو نوترون تشکیل شده است.

 

بر اساس مدل بور اتم، الکترون‌ها به پوسته‌هایی اختصاص داده می ‌شوند که سطوح مختلف انرژی را نشان می‌ دهند و بنابراین به‌ طور متحدالمرکز در اطراف هسته قرار گرفته ‌اند. حداکثر هفت پوسته وجود دارد که می ‌تواند تعداد متفاوتی الکترون را در خود جای دهد، الکترون‌هایی که به بیرونی ‌ترین پوسته اختصاص داده می ‌شوند به عنوان الکترون‌های ظرفیتی شناخته می ‌شوند.

خواص اتم ها

جرم

جرم یک اتم عمدتاً از هسته تعیین می‌ شود، زیرا جرم پروتون ‌ها و نوترون‌ ها (۱.۶۷·۱۰-۲۷ کیلوگرم) حدوداً ۱۸۰۰ برابر بزرگ ‌تر از جرم الکترون‌های پوسته اتمی است (۹.۱۱·۱۰·۱۰-۳۱ کیلوگرم).

ابعاد

قطر پوسته اتمی ۰.۱ تا ۰.۵ نانومتر است، قطر هسته حتی با ضریب ۱۰۰۰۰۰ کمتر است. برای نشان دادن، هنگامی که یک سر سوزن در وسط یک زمین فوتبال نشان دهنده هسته اتم است، فاصله تا پرچم های گوشه مربوط به فاصله ای است که در آن الکترون ها به دور هسته می چرخند.

چگالی

در هسته یک اتم، پروتون ها و نوترون ها به شدت متراکم هستند. اگر بخواهیم زمین را به همان چگالی فشرده کنیم، شعاع آن از ۶۷۰۰۰۰۰ متر در ابتدا به تنها ۱۰۰ متر کاهش می یابد.

روش تعیین ساختار اتمی یک عنصر

اگر شما یک اتم از یک عنصر خاص داشته باشید چگونه ساختار اتمی آن و دقیقاً اینکه چند نوع از هر نوع ذره اساسی دارد را مشخص می کنید؟ اینجاست که جدول تناوبی به کار می آید. بیایید به عنوان مثال به کربن نگاهی بیندازیم:

۶ ← عدد اتمی

۱۲ ← عدد جرمی

عدد اتمی Z، تعداد پروتون های اتم را نشان می دهد و بنابراین به شما می گوید که اتم متعلق به کدام عنصر است. عدد جرمی A، تعداد کل ترکیبی پروتون و نوترون اتم را نشان می دهد. بنابراین، شما می توانید تعداد نوترون ها را با کم کردن A از Z پیدا کنید. در یک اتم بدون بار، تعداد الکترون ها همیشه برابر با تعداد پروتون ها است، بنابراین با عدد اتمی نیز داده می شود. در مثال بالا، این اتم کربن خاص دارای شش پروتون، شش الکترون و شش نوترون است.

ساختار اتمی لیتیوم

لیتیوم دارای عدد جرمی ۷ (تا یک رقم اعشار) و عدد اتمی ۳ است. به این معنی که دارای:

  • سه پروتون
  • چهار نوترون
  • سه الکترون

 

ساختار اتمی اکسیژن

اکسیژن دارای عدد جرمی ۱۶ و عدد اتمی آن ۸ است. بنابراین دارای:

  • هشت پروتون
  • هشت نوترون
  • هشت الکترون

با مثال دوباره کربن، می‌ توانیم اعداد اتمی و جرمی را به شکل ۱۲C ۶ نمایش دهیم. عدد جرمی یک اتم را می توان با نوشتن آن بعد از نام عنصر نشان داد. به عنوان مثال، کربن-۱۲ دارای عدد جرمی ۱۲ است.

همه چیز در مورد ساختار اتم و ذرات

همه چیز در مورد ساختار اتم و ذرات

یون ها و ایزوتوپ ها در ساختار اتم

اگر یک اتم یک الکترون از دست بدهد چه اتفاقی می افتد؟ اتم‌های بدون بار طبق تعریف، تعداد پروتون و الکترون یکسانی دارند. از آنجایی که الکترون ها ذرات منفی هستند، اگر یک اتم یک الکترون از دست بدهد، بار مثبت می شود. این به عنوان یون شناخته می شود. یون ها به دلیل آرایش های الکترونی متفاوت، خواص شیمیایی متفاوتی دارند.

 

اگر یک اتم یک نوترون را از دست بدهد چطور؟ این مسئله تأثیر چندانی بر نحوه واکنش آن نخواهد داشت، زیرا نوترون ها ذرات خنثی هستند و بر خواص شیمیایی اتم تأثیر نمی گذارند. با این حال، جرم آن را تغییر می دهد. ما این ذره را ایزوتوپ می نامیم. از آنجایی که پیکربندی الکترونی آنها یکسان است، ایزوتوپ ها خواص شیمیایی مشابهی دارند.

چگونه تصورات درباره اتم در طول زمان تغییر کرده است؟

یونانیان باستان برخی از اولین کسانی بودند که به وجود اتم ها اعتقاد داشتند، اما همانطور که اکنون می دانیم، آنها فقط تا حدی در مورد ماهیت آنها صحیح بودند. ایده های مربوط به اتم در طول تاریخ به لطف اکتشافات علمی جدید تغییر کرده است، و برخی از دانشمندان تأثیرگذار به ویژه عبارتند از:

دموکریتوس

همانطور که می دانید، دموکریتوس معتقد بود که اتم ها کوچکترین ذره ممکن هستند و بنابراین غیرقابل تقسیم هستند. او همچنین معتقد بود که اتم ها نابود نشدنی و دائما در حال حرکت هستند.

جان دالتون

دالتون، فیزیکدان و شیمی دان متولد ۱۷۶۶، نیز پیشنهاد کرد که اتم ها نمی توانند تجزیه شوند. او بیشتر این ایده را بسط داد و پیشنهاد کرد که همه اتم‌های یک عنصر یکسان هستند و اتم‌های عناصر مختلف دارای جرم‌های متفاوتی هستند.

جی جی تامپسون

تامپسون، متولد ۱۸۵۶، کشف کرد که اتم ها حاوی ذرات زیر اتمی هستند که ما اکنون آنها را به عنوان الکترون می شناسیم. او پیشنهاد کرد که الکترون های با بار منفی به طور تصادفی در سراسر اتم مثبت مانند آلو در پودینگ آلو پراکنده می شوند.

ارنست رادرفورد

رادرفورد و تیمش بین سال‌های ۱۹۰۸ تا ۱۹۲۴ یک سری آزمایش‌ها را انجام دادند. آنها ذرات باردار مثبت را به یک ورقه بسیار نازک از ورق طلا شلیک کردند. آنها به لطف مشاهدات خود چند مسئله را کشف کردند. در ابتدا، آنها کشف کردند که بیشتر ذرات مستقیماً از ورق طلا عبور می کنند. این بدان معنی بود که اتم بیشتر فضای خالی بود.

 

ثانیاً دیدند که برخی از ذرات توسط ورق طلا منعکس شده است. همانطور که بارها یکدیگر را دفع می کنند، این بدان معنی است که یک جرم مثبت کوچک و متراکم در مرکز اتم وجود دارد. رادرفورد این را هسته نامید. او پیشنهاد کرد که ذرات مثبت یک اتم به مرکز آن محدود می‌ شوند و الکترون‌ های منفی در حلقه‌ هایی که به دور هسته می ‌چرخند، پیدا می‌ شوند.

نکات کلیدی در مورد ساختار اتم

  • اتم ها از پروتون، نوترون و الکترون تشکیل شده اند.
  • عدد جرمی یک عنصر تعداد کل پروتون ‌ها و نوترون ‌های آن را نشان می ‌دهد، در حالی که عدد اتمی تعداد پروتون ‌های آن را نشان می ‌دهد.
  • پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته یک اتم یافت می‌ شوند در حالی که الکترون‌ها در پوسته‌ای که به دور هسته می‌چرخند یافت می ‌شوند.
  • الکترون ها پوسته ها را طبق قوانین پر می کنند تا به کمترین حالت انرژی ممکن دست یابند.
  • دیدگاه ها درباره اتم در طول زمان به دلیل اکتشافات علمی جدید تغییر کرده است.

برچسب ها

آیا مقاله برای شما مفید بود؟ آن را با دوستان خود به اشتراک بزارید