Definicija atoma in primeri

Ali antimaterija in eksotični atomi res obstajajo?

KTSDESIGN/ZNANSTVENA FOTOKNJIŽNICA/Getty Images

Atom je definirajoča struktura an element , ki jih ni mogoče razbiti z nobenim kemičnim sredstvom. A tipični atom sestoji iz jedra s pozitivnim nabojem protoni in električno nevtralen nevtroni z negativno nabito elektroni kroži okoli tega jedra. Vendar pa lahko atom sestoji iz enega samega protona (tj. protija izotop vodika ) kot jedro. The število protonov definira identiteto atoma ali njegovega elementa.

Velikost, masa in naboj atoma

Velikost atoma je odvisna od tega, koliko protonov in nevtronov ima, pa tudi od tega, ali ima elektrone ali ne. Tipična velikost atoma je približno 100 pikometrov ali približno ena desetmilijardinka metra. Večji del volumna je prazen prostor z območji, v katerih se lahko nahajajo elektroni. Majhni atomi so običajno sferično simetrični, vendar to ne velja vedno za večje atome. V nasprotju z večino diagramov atomov elektroni ne krožijo vedno okrog jedra v krogih.

Masa atomov se lahko giblje od 1,67 x 10^-27kg (za vodik) na 4,52 x 10^-25kg za supertežka radioaktivna jedra. Masa je skoraj v celoti posledica protonov in nevtronov, saj prispevajo elektroni zanemarljiva masa na atom.

Atom, ki ima enako število protonov in elektronov, nima neto električnega naboja. Neravnovesje v številu protonov in elektronov tvori atomski ion. Torej so atomi lahko nevtralni, pozitivni ali negativni.

Odkritje

Koncept, da je snov lahko sestavljena iz majhnih enot, obstaja že od stare Grčije in Indije. Pravzaprav je bila beseda 'atom' skovana v stari Grčiji. Vendar pa je bil obstoj atomov dokazan šele Johna Daltona poskusi v zgodnjih 1800-ih. V 20. stoletju je postalo mogoče 'videti' posamezne atome z uporabo vrstične tunelske mikroskopije.

Čeprav se domneva, da so elektroni nastali v zelo zgodnjih fazah nastajanja vesolja ob velikem poku, so se atomska jedra oblikovala šele tri minute po eksploziji. Trenutno je najpogostejša vrsta atoma v vesolju vodik, čeprav bodo sčasoma obstajale vse večje količine helija in kisika, ki bosta v izobilju verjetno prehitela vodik.

Antimaterija in eksotični atomi

Večina snovi, ki jih najdemo v vesolju, je narejena iz atomi s pozitivnimi protoni, nevtralnimi nevtroni in negativnimi elektroni. Vendar pa obstaja delec antimaterije za elektrone in protone z nasprotnimi električnimi naboji.

Pozitroni so pozitivni elektroni, antiprotoni pa negativni protoni. Teoretično, atomi antimaterije lahko obstaja ali se ustvari. Antimaterija, enakovredna a atom vodika (antivodik) je bil proizveden v CERN, Evropski organizaciji za jedrske raziskave, v Ženevi leta 1996. Če bi se običajni atom in antiatom srečala, bi se uničila, pri tem pa bi sprostila precej energije.

Možni so tudi eksotični atomi, v katerih je proton, nevtron ali elektron nadomeščen z drugim delcem. Na primer, elektron bi lahko zamenjali z a mion da se tvori mionski atom. Te vrste atomov v naravi niso opazili, vendar jih je mogoče proizvesti v laboratoriju.

Primeri atomov

• vodik
• ogljik-14
• cink
• cezij
• tritij
• Cl^-(snov je lahko atom in an izotop oz ion ob istem času)

Primeri snovi, ki niso atomi, vključujejo vodo (H_dvaO), namizna sol (NaCl) in ozon (O₃). V bistvu je vsako gradivo s sestavo, ki vključuje več kot en simbol elementa ali ima indeks za simbol elementa je molekula ali spojina in ne atom.