Μέρη ενός ατόμου και τα χαρακτηριστικά τους

Τα άτομα είναι τα βασικά στοιχεία που ύλη, παρών σε όλες τις καταστάσεις της ύλης. Είναι πολύ μικρά στοιχεία, είναι αδύνατο να τα δούμε μέσα από το ανθρώπινο μάτι, αλλά είναι πραγματικά σημαντικά για το σύμπαν μας. Για να κατανοήσουμε καλύτερα ποια άτομα είναι και πώς λειτουργούν, σε αυτό το μάθημα από έναν ΔΑΣΚΑΛΟ πρόκειται να μιλήσουμε μέρη ενός ατόμου και τα χαρακτηριστικά τους.

Όλα τα άτομα αποτελούνται από ένα πυρήνας και μια κρούστα. Ο πυρήνας, όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι το κεντρικό μέρος του ατόμου, όπου τα σωματίδια των οποίων το φορτίο είναι θετικό και τα οποία ονομάζονται πρωτόνια, και τα σωματίδια των οποίων το φορτίο είναι ουδέτερο, δηλαδή δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, λαμβάνοντας το όνομα του νετρόνια. Η μάζα και των δύο σωματιδίων, τόσο πρωτονίων όσο και νετρονίων, είναι παρόμοια. Όλα τα άτομα του ίδιου χημικού στοιχείου έχουν ίσο αριθμό πρωτονίων, με αυτόν τον αριθμό να ονομάζεται ατομικός αριθμός και το γράμμα Z χρησιμοποιείται για να το αντιπροσωπεύσει.

Από την άλλη πλευρά υπάρχει το Φλοιός τι είναι το εξωτερικό μέρος του ατόμου. Στο φλοιό βρίσκουμε το ηλεκτρόνια, τα οποία είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα γύρω από τον πυρήνα σε διαφορετικά επίπεδα, είναι σωματίδια πολύ μικρότερα από αυτά που βρίσκονται στον πυρήνα.

Όντας ουδέτερα νετρόνια, θετικά πρωτόνια και αρνητικά ηλεκτρόνια, το άτομο έχει ουδέτερο ηλεκτρικό φορτίο, αφού έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων με τα ηλεκτρόνια. Αν και υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες τα ηλεκτρόνια είναι σε λιγότερους ή μεγαλύτερους αριθμούς από τα πρωτόνια, προκαλώντας το φορτίο το άτομο είναι αρνητικό ή θετικό, στην περίπτωση αυτή ονομάζεται ιόν, ανιόν αν είναι αρνητικό ή κατιόν εάν είναι θετικό.

Για να συνεχίσουμε αυτό το μάθημα σχετικά με τα μέρη ενός ατόμου και τα χαρακτηριστικά τους, πρέπει να μιλήσουμε για την εξέλιξη που είχαν τα μέρη του ατόμου, από τότε το ατομικό μοντέλο άλλαξε με την πάροδο του χρόνου χάρη στις μελέτες των επιστημόνων. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι πολλά από τα μοντέλα που πρόκειται να εξηγήσουμε είναι ξεπερασμένα και δεν χρησιμοποιούνται προς το παρόν, αλλά είναι απαραίτητο να κατανοήσουν την εξέλιξη της επιστημονικής κοινότητας σε αυτό το θέμα.

Η ιστορική εξέλιξη του ατομικού μοντέλου χαρακτηρίζεται από ακολουθώντας επιστήμονες:

• Μοντέλο Dalton: Το πρώτο ατομικό μοντέλο ήταν το έργο του Τζον Ντάλτον το 1803. Είναι ένα πολύ πρωτόγονο μοντέλο που λείπει πολλά στοιχεία όπως η παρουσία ηλεκτρονίων και πρωτονίων.
• Μοντέλο Thomson: Ο Τζον Τόμσον κατάφερε να φτιάξει ένα πιο πλήρες ατομικό μοντέλο από το Ντάλτον, προσθέτοντας αρκετά βασικά στοιχεία. Ο Thomson ανακάλυψε την ύπαρξη ηλεκτρονίων και θετικών και αρνητικών φορτίων.
• Μοντέλο Nagaoka: Ο ιαπωνικός φυσικός Nagaoka διαφωνούσε με το μοντέλο του Thomson, πίστευε ότι το άτομο πρέπει να έχει έναν μεγάλο θετικά φορτισμένο πυρήνα στον οποίο περιστρέφονται αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Η θεωρία του ονομάζεται Saturnian, καθώς συνέκρινε τα ηλεκτρόνια με τους δακτυλίους του Κρόνου. Πολλές φορές αυτό το μοντέλο δεν ονομάζεται, αλλά είναι σημαντικό να κατανοήσουμε το μεγάλο βήμα που έχει γίνει αυτή τη στιγμή.
• Μοντέλο Rutherford: Το μοντέλο του Rutherford βασίστηκε στην ύπαρξη ενός θετικά φορτισμένου πυρήνα στον οποίο περιστράφηκαν αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Αυτό το μοντέλο είναι πολύ παρόμοιο με αυτό του μοντέλου Ναγκαόκα, είναι πολύ κοντά χρόνια, αν και το ιαπωνικό μοντέλο είναι νωρίτερα.
• Μοντέλο Bohr: Ο Bohr πίστευε ότι τα ηλεκτρόνια πρέπει να απέχουν πολύ από τον στρωμένο πυρήνα και ο αριθμός αυτών των τροχιακών σωματιδίων πρέπει να είναι ίσος με τον ατομικό αριθμό. Το μοντέλο του κατανοεί επίσης ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων ποικίλλει σε κάθε κέλυφος, με λιγότερα ηλεκτρόνια στο πρώτο κέλυφος από ό, τι στο τελευταίο.
• Μοντέλο Schrodinger: Ο Schrodinger έσπασε την πεποίθηση ότι τα ηλεκτρόνια είναι μικροσκοπικά σωματίδια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Ο Αυστριακός επιστήμονας ισχυρίστηκε ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω μιας λειτουργίας κυμάτων, δηλαδή από τροχιακό σχήμα.
• Μοντέλο Dirac: Ο Dirac τροποποίησε τις ιδέες του Schrodinger για το μοντέλο του, χρησιμοποιώντας την "εξίσωση Dirac" για να δώσει μια πιο σωστή εικόνα του τροχιακού σχήματος των ηλεκτρονίων.