Definicja struktury atomowej

Candela Rocío Barbisan | Sty. 2022
Inżynier chemiczny

Według Układ okresowy pierwiastków, istnieje około 118 różnych rodzajów atomów, które po zgrupowaniu tworzą cząsteczki. Różni naukowcy badali strukturę atomu, aż do osiągnięcia tego, co teraz przyjmujemy za kryterium. ogólnie, co oznacza, że ​​atom składa się z dwóch dobrze zróżnicowanych stref: strefy jądrowej i strefy dodatkowej jądrowy.

Strefę jądrową tworzą ładunki dodatnie (protony) i obojętne (neutrony), dlatego stanowi prawie 99,99% masa atomowa pomimo zmniejszonego rozmiaru 10-12 cm. Cząsteczki wewnątrz są utrzymywane razem przez siły jądrowe, bardzo silne siły, które powodują Energia nuklearna.

Pomimo najniższej masy atomowej, strefa pozajądrowa zajmuje 99,99% Tom atomu i jest naładowany ujemnie, będąc strefą macierzystą dla elektronów, które są w sposób ciągły ruch w sposób nieokreślony.

Kiedy atom jest obojętny, mówi się, że liczba elektronów i protonów jest równa. Teraz, gdy atom traci lub zyskuje elektrony, pozostając naładowanymi dodatnio lub ujemnie, powstają formy jonowe zwane kationami i anionami. W zależności od liczby uzyskanych lub utraconych elektronów przypisuje się im nazwę, np. w przypadku Aluminium, które jest metal który tworzy jon dodatni, ponieważ traci trzy elektrony, nazywa się go kationem trójwartościowym.

Jeśli spojrzymy na masy cząstek subatomowych, zobaczymy, że są one podobne w kolejności protonów i neutrony, podczas gdy elektrony mają mniejszą masę, wszystkie zdefiniowane w układzie okresowym w ten Jednostka „uma”. „uma” oznacza „jednostkę masy atomowej” i jest definiowana jako jedna dwunasta masy atomowej węgla w celu ustalenia wielkości odniesienia. Z kolei definiuje się ją jako następującą równoważność:

1 amu = 1,66 x 10^-24 gramy

Jeśli spojrzymy na rzędy wielkości, zdają sobie sprawę, że jest to maleńka i niedostrzegalna wartość dla ludzkiego wzroku. Czyli czytając masę atomową pierwiastka np. w przypadku helu widzimy, że jest to 4,002602 amu, czyli 6,64x10-24 gramów.

Definiując strukturę atomową pierwiastka, odwołujemy się do dwóch znanych liczb, które pozwalają nam szybko zidentyfikować atom, który nazywamy. Te liczby to: liczba atomowa i liczba masowa.

Liczba atomowa lub „Z” reprezentuje liczbę protonów, które atom ma w swoim jądrze. Jak powiedzieliśmy wcześniej, jeśli atom jest obojętny, „Z” również odpowiada liczbie elektronów w strefie pozajądrowej. Dzięki numerowi „Z” możemy go zlokalizować w układzie okresowym, co nada mu szereg pewnych właściwości. Jeśli chodzi o liczbę masową lub „A”, odnosi się ona do liczby protonów i neutronów, które atom ma w swoim jądrze. Ogólnie obie liczby wyrażane są w następujący sposób:

Gdzie X reprezentuje symbol z pierwiastek chemiczny.

Chociaż dla pewnego „X”, „Z” jest unikalny, „A” może się różnić ze względu na istnienie izotopów.

Izotopy to atomy tego samego pierwiastka, które różnią się liczbą neutronów. Dlatego mogą mieć tę samą „Z”, to znaczy tę samą liczbę protonów, ale nie tę samą „A”, ponieważ neutrony różnią się między sobą.

Istnieje wiele przykładów izotopów występujących w przyrodzie, najbardziej rozpowszechnione są izotopy węgla. Dla tego samego pierwiastka istnieją następujące struktury atomowe:

Jak widać, w każdym z nich liczba neutronów jest różna. Wszystkie gatunki zachowują sześć protonów, podczas gdy pierwszy ma 5 neutronów, drugi 6, trzeci 7, a ostatni 8. W zależności od izotopu określa się zastosowanie. Na przykład izotop Carbon-13 jest najmniej dostępny w naturze, mimo że jest stabilny fizycznie. Węgiel-14 to izotop promieniotwórczy mający zastosowanie w tej dziedzinie, a grafit jest obecnie jednym z najbardziej użytecznych izotopów.