Vad är en atom ne
Atom
- För andra betydelser, titta Atom (olika betydelser).
En atom (av grekiska: ἄτομος, átomos, "odelbar") existerar den minsta enheten från en grundämne såsom definierar dess kemiska attribut. Namnet skapades inom den antika atomteorin samt avsåg då dem minsta enheter såsom tillsammans tillsammans tomrum bildade universum.
Atomer har en kärna i mittenPreciseringen mot kemins grundämnen gjordes vid 1800-talet. Den definitionen existerar ännu giltig, även angående detta sedan länge existerar känt för att atomer ej existerar odelbara utan äger ett inre struktur bestående från positivt laddade protoner, neutrala neutroner, samt negativt laddade elektroner. Protonerna samt neutronerna befinner sig inom atomkärnan samt kallas nukleoner vilka existerar uppbyggda från kvarkar.
Atomkärnan utgör nästan all atomens massa, då protonen samt neutronen båda existerar cirka 1800 gånger tyngre än elektronen.
En atom är grundenheten för ett grundämneElektronerna befinner sig inom elektronmolnet liksom omger kärnan samt detta elektronmoln existerar flera gånger större än kärnan. enstaka atom existerar ungefär 0,1 nanometer (1 ångström) inom diameter.
Atomers massa mäts från praktiska skäl ofta inom atommassenheten (u), såsom existerar ungefär 1,66·10−27 kg.
Den lättaste atomen existerar väte, likt balanserar cirka 1 u, vilket innebär för att detta går nära 6·1023 väteatomer vid en gram väte. dem tyngsta atomerna likt äger studerats balanserar nära 300 u.
Antalet protoner inom kärnan kallas atomnummer samt bestämmer vilket grundämne detta rör sig ifall. Den enklaste atomen existerar väte vilket äger atomnummer 1 samt består från enstaka proton samt enstaka elektron.[1]
Antalet protoner samt neutroner existerar atomens masstal.
Antalet protoner inom atomkärnan existerar atomens atomnummer.
Atomer tillsammans med identisk atomnummer dock olika masstal kallas isotoper. Deuterium existerar enstaka isotop från väte tillsammans masstalet 2 samt består från enstaka proton, enstaka neutron samt ett elektron. Antalet elektroner inom enstaka atom existerar lika tillsammans med antalet protoner, därför totalt sett existerar atomen oladdad.
angående enstaka atom får fler alternativt färre elektroner bildas enstaka jon, likt existerar elektriskt laddad.[1]
Atomens fysik
[redigera | redigera wikitext]Atomens fysik studeras vid numeriskt värde olika plan: dels kvantmekaniskt, var elektronerna samt deras energiförhållanden existerar inom fokus, samt dels inom den subatomära fysiken, var främst kärnans attribut studeras.
Elektroner
[redigera | redigera wikitext]Enligt kvantmekaniken samt pauliprincipen befinner sig varenda elektron inom en från flera "skal" alternativt "band".
Atomens uppbyggnadmot skillnad mot vad flera enklare illustrationer ger intryck från (till modell modellen från ett litiumatom ovan) cirkulerar ej elektronerna kring kärnan likt planeterna inom en solsystem. Elektronens position ändras vid en oförutsägbart sätt dock positionen är kapabel beskrivas tillsammans med hjälp från ett vågfunktion, vilket möjliggör enstaka bestämning från en begränsat enhet var elektronen tillsammans upphöjd sannolikhet befinner sig nära ett viss tidpunkt.
vid bas från pauliprincipen är kapabel varenda sådant status endast upptas från numeriskt värde elektroner tillsammans med olika spinn, dock då flera tillåtelse liknar varandra äger dem identisk sannolikhetsmaxima samt dem områden var dessa inträffar kallas elektronskal. Elektroner tillsammans identisk energi kommer för att artikel inom identisk "skal".
Atomerna är så små att man inte kan se dem med ögonen eller ens med vanliga (16 av 111 ord) Atomens uppbyggnadElektronerna tillsammans med högst energi kommer för att artikel längst bort ifrån kärnan, dem tillsammans med lägst energi närmast. detta skal tillsammans med högst energi såsom innehåller elektroner inom atomens grundtillstånd kallas valensskal samt dem elektroner likt ingår inom dessa kallas valenselektroner.[1]
Elektroner är kapabel även exciteras mot skal tillsammans högre energier än valensbandets.
då elektronerna sedan faller åter utsänder dem elektromagnetisk strålning inom form eller gestalt från enstaka foton. ifall denna besitter ett frekvens inom den synliga delen från spektrumet uppfattar oss ett färg.[1]
Kärnan
[redigera | redigera wikitext]Detta del existerar enstaka beskrivning från Atomkärna.
Antalet protoner och/eller neutroner är kapabel förändras via fission, fusion alternativt radioaktivt sönderfall, samt atomen förändras då inom enstaka alternativt flera nya atomer.[1]
För en grundämne gäller för att antalet protoner existerar konstant dock antalet neutroner kunna variera.
mot modell klor äger 17 protoner inom kärnan dock besitter stabila isotoper tillsammans med 18 samt 20 neutroner. en annat modell existerar väte tillsammans enstaka proton inom kärnan samt 0, 1 alternativt 2 neutroner, var dem olika varianterna begåvats tillsammans egna namn: protium, deuterium respektive tritium.[1]
Kemi
[redigera | redigera wikitext]Inom kemi benämns ofta enbart atomer utan total laddning liksom atomer, dem måste alltså äga lika flera elektroner såsom kärnan besitter protoner.
enstaka atom tillsammans olika antal elektroner samt protoner benämns istället på grund av ett jon. Inom elementär kemi ses atomer såsom odelbara enheter var enbart elektronerna inom detta yttersta skalet existerar delaktiga inom kemiska reaktioner. dem elektronerna benämns valenselektroner.
Atomer har en kärna i mittenpå grund av tillsammans med sofistikerad kemi alternativt mer precisa beräkningar behöver dock interaktioner tillsammans samtliga elektroner tas hänsyn mot. struktur tillsammans med flera atomer inom enstaka avdelning kallas till molekyl alternativt genomskinligt mineral beroende vid hur atomerna existerar arrangerade.
Kemiska reaktioner beror vid elektroner inom olika atomer går ifrån en status mot en annat.
Elektronerna förmå vandra ifrån enstaka atom mot enstaka ytterligare alternativt ändra konfiguration sålunda för att dem binder atomerna vid en annat sätt.
Vad vi nu kallar den klassiska fysiken, i vilken Newtons gravitationsteori, Maxwells elektromagnetiska teori, termodynamiken och den statistiska mekaniken ingår som viktiga byggstenar, fulländades under senare delen av 1800-talet, och med den kunde de allra flesta av de dittills observerade fysikaliska fenomenen förklarasOlika ämnen existerar olika benägna för att binda elektroner vilket vid bas från elektronens negativa laddning kallas elektronegativitet. maximalt elektronegativa existerar ämnen högst upp mot motsats till vänster inom detta periodiska systemet samt minimalt dem längst bort nertill vänster.
Historik
[redigera | redigera wikitext]Filosofiska tankar eller överväganden om något ifall atomer återfinns inom antikens Grekland samt hos indierna vid 400- samt 500-talen f.Kr.
detta fanns grekerna såsom gav atomen sitt namn, efter detta grekiska termen atomos, likt betyder "odelbar".
De allra första kända idéerna ifall något vilket liknar dagens atomer utvecklades från Demokritos inom Grekland runt 450 f.Kr. Idén vidarefördes från Epikuros (341–270 f. Kr.) samt hans anhängare. dem beskrivs bl.a. inom Lucretius latinska lärodikt Om tingens natur ifrån inledande århundradet f.
Kr. Atomteorin plats sedan bortglömd fram mot vid 1600-talet då Pierre Gassendi återupplivade Epikuros naturfilosofi samt argumenterade på grund av för att den många väl kunde förenas tillsammans den kristna tron.
År 1803 använde John Dalton atombegreppet till för att förklara för att kemiska föreningar bestod från grundämnen inom fasta proportioner.
han lade fram ett teori var varenda grundämne bestod från atomer från en särskilt stöt, vilket sedan kunde förena sig tillsammans med varandra mot olika kemiska föreningar. Dalton gjorde även ett inledande tabell ovan relativa atomvikter tillsammans vätets atomvikt såsom avdelning. eftersom man ej entydigt kunde besluta hur flera atomer från en visst stöt, liksom ingick inom varenda molekyl, plats atomvikter ifrån detta tidiga 1800-talet ofta fel vid ett faktor 2.
detta underliggande problemet fanns angående dem vanliga gaserna syre, väte samt kväve bestod från isolerade atomer alternativt, liksom man vet idag, från tvåatomiga molekyler.
En atom är en form av materia som inte får brytas ner ytterligare med några kemiska medelDet plats sedan beneath kurera 1800-talet ett öppen fråga ifall atomer verkligen existerade, alternativt angående dem bara fanns en teoretiskt redskap för hjälp till för att förklara kemiska lagbundenheter. Den såsom utvecklade enstaka teori på grund av bl. a. gasers attribut baserad vid för att dem bestod från molekyler sammansatta från atomer plats österrikaren Ludwig Boltzmann (1844–1906).
då Einstein 1905 kunde visa för att Boltzmanns teori även kunde användas vid Brownsk rörelse, såsom fanns en direkt observerbart fenomen, blev dem sista atomskeptikerna från innebörd övertygade ifall deras existens. Materien förmå ej delas inom oändligt små delar utan för att egenskaperna förändras. Fransmannen jean Baptiste Perrin fick nobelpriset inom fysik 1926 på grund av för att experimentellt äga bekräftat Einsteins teori samt därmed bekräftat atomernas existens.[2]
År 1897 upptäckte engelsmannen J.J.
Thomson elektronen, vilket visade för att atomer ej fanns odelbara utan ägde enstaka inre struktur.[1] Thomson trodde för att elektronerna fanns jämnt spridda inom atomen, samt för att dem balanserades från enstaka jämnt fördelad positiv laddning. Elektronerna plats liksom negativt laddade russin inom ett positivt laddad bakelse alternativt pudding.
Thomsons atommodell ägde fördelen för att artikel stadig beneath elektrostatikens lagar, dock visade sig ändå artikel fel, då Ernest Rutherford 1912 kunde förklara experiment var enstaka guldfolie bombarderades tillsammans positivt laddade alfapartiklar tillsammans med för att atomens positiva laddning samt största delen från dess massa fanns lokaliserad inom ett atomkärna tillsammans många små utsträckning.
Elektronerna skulle då röra sig runt kärnan likt planeterna inom en solsystem. Dansken Niels Bohr kunde 1913 förbättra Rutherfords idéer vidare. han insåg för att en Rutherfords atom ej kunde existera i enlighet med den klassiska elektricitetslärans lagar. i enlighet med dessa skulle elektronerna sända ut strålning, förlora energi samt falla ner inom atomkärnan. Bohrs svar fanns för att lägga mot en villkor såsom är kapabel tolkas såsom för att elektronerna ej bara fanns partiklar utan även ägde vågegenskaper.
Genom för att anta för att den utan sällskap elektronen inom väteatomen ägde stabila banor runt atomkärnan samt sammanföra påverkan ifrån Plancks teori på grund av svartkroppstrålning samt Einsteins teori till den fotoelektriska effekten, kunde denne beräkna dem observerade spektrallinjerna till väteatomen. Ljuset inom dessa linjer uppstår då elektronen faller ner ifrån ett väg eller spår tillsammans med högre energi mot enstaka tillsammans med lägre energi.
Bohr kunde senare kvalitativt förklara hur grundämnenas karakteristiska röntgenstrålning uppstår genom för att hål såsom bildats inom dem tyngre atomernas inre elektronskal fylldes tillsammans elektroner ifrån något från dem yttre skalen.[3]
Bohrs atommodell fungerade emellertid kvantitativt bara på grund av struktur tillsammans enstaka elektron.
Redan till heliumatomen blev resultaten helt fel. Problemet plats hur man vid en allmänt sätt skulle behärska föra in "kvantiseringsvillkor", dvs. omfatta elektronernas vågegenskaper inom enstaka teori vilket utgick ifrån den klassiska mekaniken samt elektricitetsläran.
De såsom lyckades tillsammans med detta fanns Bohrs medarbetare tysken Werner Heisenberg samt österrikaren Erwin Schrödinger.
vid sommaren 1925 respektive vid nyåret 1926 kom dessa numeriskt värde tillsammans med helt olika matematiska metoder fram mot vad liksom Schrödinger senare visade plats identisk sak – den "moderna" kvantmekaniken. detta existerar Schrödingers beskrivning såsom används maximalt idag.
Atomkärnan är uppbyggd av protoner och neutroner som är bundna till varandra med en mycket stark kraft, som kallas stark växelverkanvar existerar detta elementär begreppet vågfunktionen, ifrån vilken man är kapabel beräkna sannolikheten till för att hitta enstaka partikel – t.ex. enstaka elektron – vid ett viss område.
Enligt kvantmekaniken äger elektronen både partikel- samt vågegenskaper. Man förmå således (i varenda fall inom princip) besluta dess läge, såsom oss kunna betrakta liksom ett partikelegenskap, nära enstaka viss tidpunkt dock kunna då ej känna till något angående dess hastighet, likt oss på denna plats kunna betrakta liksom ett vågegenskap.
vid identisk sätt förmå man besluta elektronens hastighet, dock avsäger sig då chansen för att yttra detaljerad plats den befinner sig. Detta existerar enstaka resultat från Heisenbergs osäkerhetsprincip, vilket denne formulerade 1927.[3]
Se även
[redigera | redigera wikitext]Referenser
[redigera | redigera wikitext]Noter
[redigera | redigera wikitext]- ^ [abcdefg] Oldenburg, Lennart (1975). Focus grupp 11 Materien.
Stockholm
- ^D. Lindley: Boltzmann's atom: the great debate that launched a revolution in physics. New York: Free Press, 2001.
- ^ [ab] detta finns flera populära skrivna verk angående atomfysikens framväxt beneath start från 1900-talet. numeriskt värde lite äldre skrivna verk existerar
- George Gamow: Trettio kalenderår liksom skakade fysiken.
Engelskt original 1955. Svensk översättning 1968.
- Banesh Hoffmann: The strange story of the quantum. An konto for the general reader of the growth of the ideas underlying our present atomic knowledge. 1959.
- George Gamow: Trettio kalenderår liksom skakade fysiken.