Hur vet man hur många skal en atom har

För andra betydelser, titta Atom (olika betydelser).

En atom (av grekiska: ἄτομος, átomos, "odelbar") existerar den minsta enheten från en grundämne likt definierar dess kemiska attribut. Namnet skapades inom den antika atomteorin samt avsåg då dem minsta enheter likt tillsammans tillsammans tomrum bildade universum. Preciseringen mot kemins grundämnen gjordes vid 1800-talet. Den definitionen existerar kvar giltig, även angående detta sedan länge existerar känt för att atomer ej existerar odelbara utan äger enstaka inre struktur bestående från positivt laddade protoner, neutrala neutroner, samt negativt laddade elektroner. Protonerna samt neutronerna befinner sig inom atomkärnan samt kallas nukleoner vilka existerar uppbyggda från kvarkar. Atomkärnan utgör nästan bota atomens massa, då protonen samt neutronen båda existerar cirka 1800 gånger tyngre än elektronen. Elektronerna befinner sig inom elektronmolnet vilket omger kärnan samt detta elektronmoln existerar flera gånger större än kärnan. ett atom existerar ungefär 0,1 nanometer (1 ångström) inom diameter.

Atomers massa mäts från praktiska skäl ofta inom atommassenheten (u), såsom existerar ungefär 1,66·10⁻²⁷ kg. Den lättaste atomen existerar väte, likt balanserar cirka 1 u, vilket innebär för att detta går nära 6·10²³ väteatomer vid en gram väte. dem tyngsta atomerna likt besitter studerats balanserar nära 300 u.

Antalet protoner inom kärnan kallas atomnummer samt bestämmer vilket grundämne detta rör sig ifall. Den enklaste atomen existerar väte liksom äger atomnummer 1 samt består från enstaka proton samt ett elektron.^[1]

Antalet protoner samt neutroner existerar atomens masstal. Antalet protoner inom atomkärnan existerar atomens atomnummer. Atomer tillsammans med identisk atomnummer dock olika masstal kallas isotoper. Deuterium existerar enstaka isotop från väte tillsammans med masstalet 2 samt består från ett proton, enstaka neutron samt ett elektron. Antalet elektroner inom ett atom existerar lika tillsammans antalet protoner, således totalt sett existerar atomen oladdad. ifall enstaka atom får fler alternativt färre elektroner bildas ett jon, vilket existerar elektriskt laddad.^[1]

Atomens fysik

[redigera | redigera wikitext]

Atomens fysik studeras vid numeriskt värde olika plan: dels kvantmekaniskt, var elektronerna samt deras energiförhållanden existerar inom fokus, samt dels inom den subatomära fysiken, var främst kärnans attribut studeras.

Elektroner

[redigera | redigera wikitext]

Enligt kvantmekaniken samt pauliprincipen befinner sig varenda elektron inom en från flera "skal" alternativt "band". mot skillnad mot vad flera enklare illustrationer ger intryck från (till modell modellen från ett litiumatom ovan) cirkulerar ej elektronerna kring kärnan likt planeterna inom en solsystem. Elektronens position ändras vid en oförutsägbart sätt dock positionen är kapabel beskrivas tillsammans hjälp från enstaka vågfunktion, såsom möjliggör enstaka bestämning från en begränsat sektor var elektronen tillsammans upphöjd sannolikhet befinner sig nära enstaka viss tidpunkt. vid bas från pauliprincipen förmå varenda sådant status endast upptas från numeriskt värde elektroner tillsammans med olika spinn, dock då flera status liknar varandra besitter dem identisk sannolikhetsmaxima samt dem områden var dessa inträffar kallas elektronskal. Elektroner tillsammans med identisk energi kommer för att artikel inom identisk "skal". Elektronerna tillsammans högst energi kommer för att artikel längst bort ifrån kärnan, dem tillsammans med lägst energi närmast. detta skal tillsammans högst energi såsom innehåller elektroner inom atomens grundtillstånd kallas valensskal samt dem elektroner såsom ingår inom dessa kallas valenselektroner.^[1]

Elektroner förmå även exciteras mot skal tillsammans högre energier än valensbandets. då elektronerna sedan faller tillbaka utsänder dem elektromagnetisk strålning inom form eller gestalt från enstaka foton. angående denna besitter ett frekvens inom den synliga delen från spektrumet uppfattar oss ett färg.^[1]

Kärnan

[redigera | redigera wikitext]

Detta del existerar ett beskrivning från Atomkärna.

Antalet protoner och/eller neutroner förmå förändras via fission, fusion alternativt radioaktivt sönderfall, samt atomen förändras då inom enstaka alternativt flera nya atomer.^[1]

För en grundämne gäller för att antalet protoner existerar konstant dock antalet neutroner är kapabel variera. mot modell klor äger 17 protoner inom kärnan dock besitter stabila isotoper tillsammans 18 samt 20 neutroner. en annat modell existerar väte tillsammans med ett proton inom kärnan samt 0, 1 alternativt 2 neutroner, var dem olika varianterna begåvats tillsammans egna namn: protium, deuterium respektive tritium.^[1]

Kemi

[redigera | redigera wikitext]

Inom kemi benämns ofta enbart atomer utan total laddning såsom atomer, dem måste alltså äga lika flera elektroner såsom kärnan besitter protoner. enstaka atom tillsammans med olika antal elektroner samt protoner benämns istället på grund av enstaka jon. Inom elementär kemi ses atomer såsom odelbara enheter var enbart elektronerna inom detta yttersta skalet existerar delaktiga inom kemiska reaktioner. dem elektronerna benämns valenselektroner. till tillsammans med sofistikerad kemi alternativt mer precisa beräkningar behöver dock interaktioner tillsammans med samtliga elektroner tas hänsyn mot. struktur tillsammans med flera atomer inom enstaka avdelning kallas på grund av molekyl alternativt genomskinligt mineral beroende vid hur atomerna existerar arrangerade.

Kemiska reaktioner beror vid elektroner inom olika atomer går ifrån en status mot en annat. Elektronerna förmå vandra ifrån enstaka atom mot enstaka ytterligare alternativt ändra konfiguration sålunda för att dem binder atomerna vid en annat sätt. Olika ämnen existerar olika benägna för att binda elektroner vilket vid bas från elektronens negativa laddning kallas elektronegativitet. maximalt elektronegativa existerar ämnen högst upp mot motsats till vänster inom detta periodiska systemet samt minimalt dem längst bort nertill vänster.

Historik

[redigera | redigera wikitext]

Filosofiska eftertankar angående atomer återfinns inom antikens Grekland samt hos indierna vid 400- samt 500-talen f.Kr. detta plats grekerna såsom gav atomen sitt namn, efter detta grekiska termen atomos, såsom betyder "odelbar".

De allra första kända idéerna angående något såsom liknar dagens atomer utvecklades från Demokritos inom Grekland runt 450 f.Kr. Idén vidarefördes från Epikuros (341–270 f. Kr.) samt hans anhängare. dem beskrivs bl.a. inom Lucretius latinska lärodikt Om tingens natur ifrån inledande århundradet f. Kr. Atomteorin fanns sedan bortglömd fram mot vid 1600-talet då Pierre Gassendi återupplivade Epikuros naturfilosofi samt argumenterade till för att den många väl kunde förenas tillsammans med den kristna tron.

År 1803 använde John Dalton atombegreppet på grund av för att förklara för att kemiska föreningar bestod från grundämnen inom fasta proportioner. han lade fram ett teori var varenda grundämne bestod från atomer från en särskilt stöt, likt sedan kunde förena sig tillsammans varandra mot olika kemiska föreningar. Dalton gjorde även enstaka inledande tabell ovan relativa atomvikter tillsammans med vätets atomvikt vilket objekt. eftersom man ej entydigt kunde avgöra hur flera atomer från en visst stöt, likt ingick inom varenda molekyl, fanns atomvikter ifrån detta tidiga 1800-talet ofta fel vid enstaka faktor 2. detta underliggande problemet fanns angående dem vanliga gaserna syre, väte samt kväve bestod från isolerade atomer alternativt, såsom man vet idag, från tvåatomiga molekyler.

Det fanns sedan beneath läka 1800-talet ett öppen fråga ifall atomer verkligen existerade, alternativt angående dem bara plats en teoretiskt redskap för hjälp på grund av för att förklara kemiska lagbundenheter. Den såsom utvecklade enstaka teori på grund av bl. a. gasers attribut baserad vid för att dem bestod från molekyler sammansatta från atomer plats österrikaren Ludwig Boltzmann (1844–1906). då Einstein 1905 kunde visa för att Boltzmanns teori även kunde användas vid Brownsk rörelse, såsom plats en direkt observerbart fenomen, blev dem sista atomskeptikerna från innebörd övertygade angående deras existens. Materien förmå ej delas inom oändligt små delar utan för att egenskaperna förändras. Fransmannen jean Baptiste Perrin fick nobelpriset inom fysik 1926 på grund av för att experimentellt äga bekräftat Einsteins teori samt därmed bekräftat atomernas existens.^[2]

År 1897 upptäckte engelsmannen J.J. Thomson elektronen, vilket visade för att atomer ej plats odelbara utan ägde enstaka inre struktur.^[1] Thomson trodde för att elektronerna plats jämnt spridda inom atomen, samt för att dem balanserades från enstaka jämnt fördelad positiv laddning. Elektronerna fanns såsom negativt laddade russin inom enstaka positivt laddad bakelse alternativt pudding. Thomsons atommodell ägde fördelen för att existera stadig beneath elektrostatikens lagar, dock visade sig ändå artikel fel, då Ernest Rutherford 1912 kunde förklara experiment var ett guldfolie bombarderades tillsammans positivt laddade alfapartiklar tillsammans med för att atomens positiva laddning samt största delen från dess massa plats lokaliserad inom enstaka atomkärna tillsammans många små utsträckning. Elektronerna skulle då röra sig runt kärnan likt planeterna inom en solsystem. Dansken Niels Bohr kunde 1913 förbättra Rutherfords idéer vidare. denne insåg för att en Rutherfords atom ej kunde existera i enlighet med den klassiska elektricitetslärans lagar. i enlighet med dessa skulle elektronerna sända ut strålning, förlora energi samt falla ner inom atomkärnan. Bohrs svar plats för att lägga mot en villkor vilket förmå tolkas såsom för att elektronerna ej bara plats partiklar utan även ägde vågegenskaper. Genom för att anta för att den utan sällskap elektronen inom väteatomen ägde stabila banor runt atomkärnan samt sammanföra påverkan ifrån Plancks teori till svartkroppstrålning samt Einsteins teori till den fotoelektriska effekten, kunde denne beräkna dem observerade spektrallinjerna på grund av väteatomen. Ljuset inom dessa linjer uppstår då elektronen faller ner ifrån ett väg eller spår tillsammans med högre energi mot ett tillsammans med lägre energi. Bohr kunde senare kvalitativt förklara hur grundämnenas karakteristiska röntgenstrålning uppstår genom för att hål såsom bildats inom dem tyngre atomernas inre elektronskal fylldes tillsammans elektroner ifrån något från dem yttre skalen.^[3]

Bohrs atommodell fungerade emellertid kvantitativt bara på grund av struktur tillsammans med enstaka elektron. Redan på grund av heliumatomen blev resultaten helt fel. Problemet fanns hur man vid en allmänt sätt skulle behärska föra in "kvantiseringsvillkor", dvs. omfatta elektronernas vågegenskaper inom ett teori likt utgick ifrån den klassiska mekaniken samt elektricitetsläran.

De likt lyckades tillsammans med detta fanns Bohrs medarbetare tysken Werner Heisenberg samt österrikaren Erwin Schrödinger. vid sommaren 1925 respektive vid nyåret 1926 kom dessa numeriskt värde tillsammans med helt olika matematiska metoder fram mot vilket liksom Schrödinger senare visade plats identisk sak – den "moderna" kvantmekaniken. detta existerar Schrödingers beskrivning likt används maximalt idag. var existerar detta elementär begreppet vågfunktionen, ifrån vilken man är kapabel beräkna sannolikheten på grund av för att hitta ett partikel – t.ex. ett elektron – vid enstaka viss lokal.

Enligt kvantmekaniken besitter elektronen både partikel- samt vågegenskaper. Man kunna således (i varenda fall inom princip) besluta dess läge, såsom oss förmå betrakta såsom ett partikelegenskap, nära ett viss tidpunkt dock är kapabel då ej känna till något angående dess hastighet, vilket oss denna plats kunna betrakta liksom ett vågegenskap. vid identisk sätt är kapabel man avgöra elektronens hastighet, dock avsäger sig då chansen för att yttra precist plats den befinner sig. Detta existerar ett resultat från Heisenbergs osäkerhetsprincip, såsom denne formulerade 1927.^[3]

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Noter

[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]