Definícia atómovej štruktúry

Candela Rocío Barbisan | jan. 2022
Chemický inžinier

Podľa Periodická tabuľkaexistuje približne 118 rôznych druhov atómov, ktoré, keď sú zoskupené, tvoria molekuly. Štruktúru atómu študovali rôzni vedci, až kým sa nedosiahlo to, čo teraz považujeme za kritérium. všeobecne, čo znamená, že atóm sa skladá z dvoch dobre odlíšených zón: jadrovej zóny a extra zóny jadrové.

Jadrová zóna je tvorená kladným nábojom (protóny) a neutrálnym nábojom (neutróny), preto tvorí takmer 99,99 % atómová hmotnosť napriek tomu, že má zmenšenú veľkosť o 10-12 cm. Častice vo vnútri sú držané pohromade jadrovými silami, veľmi silnými silami, ktoré spôsobujú vznik Jadrová energia.

Napriek tomu, že má najnižšiu atómovú hmotnosť, mimojadrová zóna zaberá 99,99 % územia objem atómu a je negatívne nabitý, pretože je hostiteľskou zónou pre elektróny, ktoré sú spojité pohyb na dobu neurčitú.

Keď je atóm neutrálny, hovorí sa, že počet elektrónov a protónov je rovnaký. Teraz, keď atóm stratí alebo získa elektróny, ktoré zostávajú pozitívne alebo negatívne nabité, tvoria sa iónové druhy nazývané katióny a anióny. V závislosti od počtu získaných alebo stratených elektrónov sa im priraďuje názov, napríklad v prípade hliníka, čo je kov ktorý tvorí kladný ión, keďže stráca tri elektróny, nazýva sa trojmocný katión.

Ak sa pozrieme na hmotnosti subatomárnych častíc, uvidíme, že sú podobné v poradí protónov a neutróny, zatiaľ čo elektróny majú nižšiu hmotnosť, všetky sú definované v periodickej tabuľke v a Jednotka "uma". „uma“ znamená „jednotka atómovej hmotnosti“ a je definovaná ako jedna dvanástina atómovej hmotnosti uhlíka na stanovenie referenčnej veľkosti. Na druhej strane je definovaná ako nasledujúca ekvivalencia:

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

Ak sa pozrieme na rádovo, uvedomia si, že ide o nepatrnú a nepostrehnuteľnú hodnotu pre ľudský zrak. Takže pri čítaní atómovej hmotnosti prvku, napríklad v prípade hélia, vidíme, že je to 4,002602 amu alebo, čo je rovnaké, 6,64 x 10-24 gramov.

Pri definovaní atómovej štruktúry prvku sa odvolávame na dve známe čísla, ktoré nám umožňujú rýchlo identifikovať atóm, ktorý pomenúvame. Tieto čísla sú: atómové číslo a hmotnostné číslo.

Atómové číslo alebo "Z" predstavuje počet protónov, ktoré má atóm vo svojom jadre. Ako sme už povedali, ak je atóm neutrálny, "Z" tiež zodpovedá počtu elektrónov v extra jadrovej zóne. Vďaka jeho číslu „Z“ ho môžeme lokalizovať v periodickej tabuľke, čo mu dá rad určitých vlastností. Pokiaľ ide o hmotnostné číslo alebo "A", vzťahuje sa na počet protónov a neutrónov, ktoré má atóm vo svojom jadre. Vo všeobecnosti sú obe čísla vyjadrené takto:

Kde X predstavuje symbol z chemický prvok.

Hoci pre určité „X“ je „Z“ jedinečné, „A“ sa môže líšiť v dôsledku existencie izotopov.

Izotopy sú atómy toho istého prvku, ktoré sa líšia počtom neutrónov. Preto môžu mať rovnaké "Z", to znamená rovnaký počet protónov, ale nie rovnaké "A", pretože neutróny sa líšia od jedného k druhému.

V prírode existuje veľa príkladov izotopov, najrozšírenejšie sú izotopy uhlíka. Pre ten istý prvok existujú nasledujúce atómové štruktúry:

Ako vidíme, v každom z nich sa počet neutrónov líši. Všetky druhy si zachovávajú šesť protónov, pričom prvý má 5 neutrónov, druhý 6, tretí 7 a posledný 8. V závislosti od izotopu je určené použitie. Napríklad izotop Carbon-13 je v prírode najmenej dostupný napriek tomu, že je fyzicky stabilný. Uhlík-14 je rádioaktívny izotop s aplikáciami v tejto oblasti a grafit je dnes jedným z najužitočnejších izotopov.