Атом — строение электронной оболочки, заряд ядра, порядковый номер, свойства и масса атома, изотопы

Каждый из нас когда-то задавался вопросом, из чего состоят вещества, то есть материи, которые присутствуют во всех физических телах в нашем мире. Всё, что нас окружает, состоит из атомов.

Воздух, которым мы дышим, земля, горы и даже человеческое тело состоит именно из них. Атомы являются строительными блоками любой материи. Трудно даже представить себе, как они малы, ведь размер одного атома составляет 0,0000000001 метра или 0,0000001 миллиметра.

Каждая песчинка состоит из множества атомов. Атомы различных элементов отличаются друг от друга, но каждый атом, будь то золото или гелий, имеют одинаковую базовую структуру. Они состоят из основных субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

Давайте разберёмся подробнее, что из себя представляет атом и элементарные частицы, которые находятся внутри него, и узнаем, как их рассмотреть в живую.

 

 

Содержание

Определение и происхождение слова «атом»

Слово «атом» с греческого обозначает «неделимый»: частичка «а» — это показатель отрицательности, а корень «том» означает «резать, делить», то есть атом – это частица, которую нельзя разделить.

Древние греки пришли к такому выводу, что, если мы начнём измельчать абсолютно любое вещество, которое находится вокруг нас, то мы, в конце концов, получим частицы, которые, напротив, крошиться и делиться уже не будут.

Поэтому понятие атома существует уже очень давно, несколько тысяч лет. Сам атом и его строение стали известны людям более ста лет назад.

Строение атома

  1. Ядро:
    1. Протоны
    2. Нейтроны
  2. Электроны (электронное «облако»).

Строение атома можно нарисовать как планетарную систему. Планетарная система представляет собой солнце и вращающихся вокруг него планеты.

Точно также можно представить строение атома. Представим, что солнце – это ядро, а планеты – это электроны. Слово «электрон» по-гречески обозначает «янтарь», и оно появилось также в Древней Греции, потому что уже тогда заметили, что, если янтарную палочку натереть шерстью, то она начинает притягивать к себе различные мелкие частицы, например, пылинки, бумажки, волосинки.

Такое явление и назвали в честь янтаря — электричество. Эти явления долго изучали разными способами и, в конце концов, выяснили природу электричества, научились его использовать.

Слово электричество происходит от слова «электрон», а частица и элемент электрон, соответственно, была названа в честь янтаря, ведь электрон отвечает за какие –либо электрические взаимодействия.

Строение ядра атома

  1. Протоны, которые обозначаются буквой P со знаком «плюс» на ней, так как имеет положительный заряд. «Протон» происходит от греческого слова «первый», то есть это самая главная элементарная частица, которая есть в атоме и задающая свойства атомам. Это было выяснено гораздо позже, после того как было создано представление об атоме.
  2. Нейтроны, которые обозначаются буквой n. Нейтрон обозначает «не тот и не другой», то есть у нейтрона заряд отсутствует.

Свойства элементарных частиц

Какие же бывают свойства у этих трёх частиц? Протоны, нейтроны и электроны – это всё, что находится вокруг нас, то есть состоит из этих трёх элементарных частиц.

Если посмотреть вокруг, можно увидеть большое разнообразие предметов и вещей, которые нас окружают. Поверьте, всё, что вы видите – это различное сочетание всего лишь трёх маленьких самых простых элементов: протонов, электронов и нейтронов.

Очень полезно знать, что они из себя представляют и их основные свойства.

Основные свойства

  1. Протоны:
    • Масса протона единичная (1)
    • Заряд у протона положительный. Недавно было открыто, что заряда меньше, чем у протона не может существовать в природе. До сих пор такие заряды не выявили, поэтому можно смело считать, что заряд протона единичный (+1), то есть самый маленький.
  2. Нейтроны:
    • Так как протон и нейтрон имеют совершенно одинаковую массу, получается, что у нейтрона также масса единичная (1).
    • У нейтрона, как было сказано ранее, никакого заряда нет, то есть он нулевой (0).
  3. Электроны:
    • У электрона масса есть, но она очень-очень маленькая. Если, опять же, проводить аналогию с солнечной системой, то солнце (ядро) имеет очень большую массу, а планеты (электроны) по сравнению с ним маленькую. Масса электрона записывается как 1/2000 со знаком минус. Если мы возьмём для сравнения, например, слона, у которого масса 1 тонна, и бутылку газировки, которая в две тысячи меньше слона, то стоит ли нам вообще считать массу бутылки газировки, если имеем дело со слоном (слон – протон или нейтрон, бутылка газировки – электрон).
    • Заряд электрона в точности схож с зарядом протона, но он отрицательный (-1).

Как можно посмотреть на атом?

Узнать, какие же атомы в реальной жизни, а не на картинках, можно с помощью сканирующих зондовых микроскопов, которые в корне отличаются от привычных нам оптических, где нужно просто смотреть в окуляр, и используют совершенно иной принцип. Именно благодаря ему можно разглядеть очень мелкие вещи и даже отдельные атомы.

Устройство сканирующего зондового микроскопа

Основная и самая главная деталь – это зонд, который из себя представляет маленькую тоненькую иголочку, которую даже не видно. На кончике острия может быть несколько атомов! Этот зонд помещают над исследуемым образцом на очень маленьком расстоянии, порядка диаметра атома, и, перемещая, исследуют рельеф поверхности.

Способы, с помощью которых можно разглядеть атомы:

  1. Использование сканирующего туннельного микроскопа. В этом способе необходимо подать небольшое напряжение между зондом и поверхностью образца, тогда между ними протечёт слабый электрический ток. В зависимости от рельефа поверхности и от расстояния между зондом и образцом, то ток будет то сильнее, то слабее. Таким образом можно исследовать поверхность образцов.
  2. Использование атомно-силового микроскопа.

Исходя из вышесказанного, всё, что есть в нашем мире, начиная от самого крошечного и заканчивая самыми большими, состоит из атомов – строительных блоков материи.

Атомы настолько малы, что их невозможно увидеть даже через обычный микроскоп. Несмотря на то, что атом очень мал, внутри него находится сложная система, состоящая из ядра (протонов и нейтронов) и электронов, мы убедились в этом, подробно рассмотрев характеристику данных элементарных частиц. Атомы — далеко не базовые кирпичики.

Фото строения атома

Автор статьи:
Добавить комментарий