Определение на атомната структура

Кандела Росио Барбисан | януари 2022
Инженер-химик

Според Периодичната таблица, има приблизително 118 различни вида атоми, които, когато са групирани заедно, образуват молекули. Структурата на атома е изследвана от различни учени, докато се достигне това, което сега приемаме като критерий. общо, което е, че атомът се състои от две добре диференцирани зони: ядрената зона и допълнителната зона ядрен.

Ядрената зона се формира от положителен заряд (протони) и неутрални заряди (неутрони), поради което съставлява почти 99,99% от атомна маса въпреки че има намален размер от 10-12 см. Частиците вътре се държат заедно от ядрени сили, много силни сили, които пораждат Ядрена енергия.

Въпреки че има най-ниска атомна маса, извънядрената зона заема 99,99% от сила на звука на атома и той е отрицателно зареден, тъй като е зоната гостоприемник за електрони, които са непрекъснато движение за неопределено време.

Когато атомът е неутрален, броят на електроните и протоните се казва, че е равен. Сега, когато един атом губи или придобива електрони, оставайки положително или отрицателно заредени, се образуват йонни видове, наречени катиони и аниони. В зависимост от броя на спечелените или загубени електрони, те получават име, например в случай на алуминий, който е метални който образува положителен йон, тъй като губи три електрона, се нарича тривалентен катион.

Ако погледнем масите на субатомните частици, ще видим, че те са сходни по реда на протоните и неутрони, докато електроните имат по-ниска маса, всички те са дефинирани в периодичната таблица в на Мерна единица на "ума". „uma“ означава „единица за атомна маса“ и се определя като една дванадесета от атомната маса на въглерода, за да се установи референтна величина. От своя страна се определя като следната еквивалентност:

1 amu = 1,66 x 10^-24 грама

Ако погледнем порядъка на величината, те осъзнават, че това е малка и незабележима стойност за човешкото зрение. Така че, когато четем атомната маса на елемент, например, в случая на хелия виждаме, че тя е 4,002602 amu или, което е същото, 6,64x10-24 грама.

Когато дефинираме атомната структура на елемент, ние се позоваваме на две известни числа, които ни позволяват бързо да идентифицираме атома, който назоваваме. Тези числа са: атомното число и масовото число.

Атомният номер или "Z" представлява броя на протоните, които атомът има в своето ядро. Както казахме преди, ако атомът е неутрален, "Z" също съответства на броя на електроните в допълнителната ядрена зона. Благодарение на неговия номер "Z" можем да го локализираме в периодичната таблица, което ще му даде серия от определени свойства. Що се отнася до масовото число или "A", то се отнася до броя на протоните и неутроните, които атомът има в своето ядро. Като цяло и двете числа се изразяват по следния начин:

Където X представлява символ на химичен елемент.

Въпреки че за определен „X“ „Z“ е уникален, „A“ може да варира поради съществуването на изотопи.

Изотопите са атоми на един и същи елемент, които се различават по броя на неутроните. Следователно те могат да имат еднакво "Z", тоест същия брой протони, но не и същото "А", тъй като неутроните варират от един до друг.

В природата има много примери за изотопи, като най-разпространени са изотопите на въглерода. Има следните атомни структури за същия елемент:

Както виждаме, във всеки от тях броят на неутроните варира. Всички видове запазват шест протона, докато първият има 5 неутрона, вторият 6, третият 7 и последният 8. В зависимост от изотопа се определя употребата. Например, изотопът Въглерод-13 е най-малко достъпният в природата, въпреки че е физически стабилен. Въглерод-14 е радиоактивен изотоп с приложения в тази област, а графитът е един от най-полезните изотопи днес.