Ορισμός της Ατομικής Δομής

Σύμφωνα με Περιοδικός Πίνακας, υπάρχουν περίπου 118 διαφορετικά είδη ατόμων που, όταν ομαδοποιηθούν, σχηματίζουν μόρια. Η δομή του ατόμου μελετήθηκε από διαφορετικούς επιστήμονες μέχρι να φτάσει σε αυτό που τώρα παίρνουμε ως κριτήριο. γενικά, δηλαδή ότι ένα άτομο αποτελείται από δύο καλά διαφοροποιημένες ζώνες: την πυρηνική ζώνη και την επιπλέον ζώνη πυρηνικός.

Η πυρηνική ζώνη σχηματίζεται από το θετικό φορτίο (πρωτόνια) και τα ουδέτερα φορτία (νετρόνια), γι' αυτό και αποτελεί σχεδόν το 99,99% του ατομική μάζα παρά το γεγονός ότι έχει μειωμένο μέγεθος 10-12 cm. Τα σωματίδια στο εσωτερικό συγκρατούνται μεταξύ τους από πυρηνικές δυνάμεις, πολύ ισχυρές δυνάμεις που προκαλούν Πυρηνική ενέργεια.

Παρόλο που έχει τη χαμηλότερη ατομική μάζα, η εξωπυρηνική ζώνη καταλαμβάνει το 99,99% του

Ενταση ΗΧΟΥ του ατόμου, και είναι αρνητικά φορτισμένο ως η ζώνη ξενιστή για τα ηλεκτρόνια, τα οποία βρίσκονται σε συνεχή κίνηση επ' αόριστον.

Όταν το άτομο είναι ουδέτερο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων λέγεται ότι είναι ίσος. Τώρα, όταν ένα άτομο χάνει ή αποκτά ηλεκτρόνια, παραμένοντας θετικά ή αρνητικά φορτισμένα, σχηματίζονται ιοντικά είδη που ονομάζονται κατιόντα και ανιόντα. Ανάλογα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που αποκτήθηκαν ή χάθηκαν, τους αποδίδεται ένα όνομα, για παράδειγμα, στην περίπτωση του Αλουμινίου, το οποίο είναι μέταλλο που σχηματίζει θετικό ιόν, αφού χάνει τρία ηλεκτρόνια, ονομάζεται τρισθενές κατιόν.

Αν κοιτάξουμε τις μάζες των υποατομικών σωματιδίων, θα δούμε ότι είναι παρόμοιες ως προς τη σειρά των πρωτονίων και νετρόνια ενώ τα ηλεκτρόνια έχουν μικρότερη μάζα, όλα ορίζονται στον Περιοδικό Πίνακα στο ο Μονάδα του «ούμα». Το "uma" σημαίνει "μονάδα ατομικής μάζας" και ορίζεται ως το ένα δωδέκατο της ατομικής μάζας του άνθρακα, για να καθοριστεί ένα μέγεθος αναφοράς. Με τη σειρά του, ορίζεται ως η ακόλουθη ισοδυναμία:

1 amu = 1,66 x 10^-24 γραμμάρια

Αν κοιτάξουμε τις τάξεις μεγέθους, συνειδητοποιούν ότι είναι μια μικροσκοπική και ανεπαίσθητη αξία για την ανθρώπινη όραση. Έτσι, όταν διαβάζουμε την ατομική μάζα ενός στοιχείου, για παράδειγμα, στην περίπτωση του ηλίου βλέπουμε ότι είναι 4,002602 amu ή, το ίδιο, 6,64x10-24 γραμμάρια.

Όταν ορίζουμε την ατομική δομή ενός στοιχείου, αναφερόμαστε σε δύο γνωστούς αριθμούς που μας επιτρέπουν να αναγνωρίσουμε γρήγορα το άτομο που ονομάζουμε. Αυτοί οι αριθμοί είναι: ο ατομικός αριθμός και ο μαζικός αριθμός.

Ο ατομικός αριθμός ή "Z" αντιπροσωπεύει τον αριθμό των πρωτονίων που έχει το άτομο στον πυρήνα του. Όπως είπαμε και προηγουμένως, εάν το άτομο είναι ουδέτερο, το "Z" αντιστοιχεί επίσης στον αριθμό των ηλεκτρονίων στην επιπλέον πυρηνική ζώνη. Χάρη στον αριθμό του "Z" μπορούμε να το εντοπίσουμε στον Περιοδικό Πίνακα, που θα του δώσει μια σειρά από συγκεκριμένες ιδιότητες. Όσο για τον μαζικό αριθμό ή «Α» αναφέρεται στον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων που έχει το άτομο στον πυρήνα του. Γενικά, και οι δύο αριθμοί εκφράζονται ως εξής:

Όπου το Χ αντιπροσωπεύει το σύμβολο του χημικό στοιχείο.

Αν και για ένα συγκεκριμένο "Χ", το "Ζ" είναι μοναδικό, το "Α" μπορεί να ποικίλλει λόγω της ύπαρξης ισοτόπων.

Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου που διαφέρουν ως προς τον αριθμό των νετρονίων. Επομένως, μπορεί να έχουν το ίδιο «Ζ», δηλαδή τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, αλλά όχι το ίδιο «Α» αφού τα νετρόνια διαφέρουν από το ένα στο άλλο.

Υπάρχουν πολλά παραδείγματα ισοτόπων στη φύση, τα πιο διαδεδομένα είναι τα ισότοπα του άνθρακα. Υπάρχουν οι ακόλουθες ατομικές δομές για το ίδιο στοιχείο:

Όπως μπορούμε να δούμε, σε καθένα από αυτά, ο αριθμός των νετρονίων ποικίλλει. Όλα τα είδη διατηρούν έξι πρωτόνια ενώ το πρώτο έχει 5 νετρόνια, το δεύτερο 6, το τρίτο 7 και το τελευταίο 8. Ανάλογα με το ισότοπο καθορίζεται και η χρήση. Για παράδειγμα, το ισότοπο Carbon-13 είναι το λιγότερο διαθέσιμο στη φύση παρά το γεγονός ότι είναι φυσικά σταθερό. Ο άνθρακας-14 είναι ένα ραδιενεργό ισότοπο με εφαρμογές σε αυτόν τον τομέα και ο γραφίτης είναι ένα από τα πιο χρήσιμα ισότοπα σήμερα.

Θέματα Ατομικής Δομής