Vizualizare generală a structurii atomice
Atomii sunt formați din particule numite protoni, neutroni și electroni, care sunt responsabile de masa și sarcina atomilor.
Obiective de învățare
Discută proprietățile electronice și structurale ale unui atom
Key Takeaways
Key Points
- Un atom este compus din două regiuni: nucleul, care se află în centrul atomului și conține protoni și neutroni, și regiunea exterioară a atomului, care deține electronii săi pe orbită în jurul nucleului.
- Protonii și neutronii au aproximativ aceeași masă, aproximativ 1,67 × 10-24 grame, pe care oamenii de știință o definesc ca fiind o unitate de masă atomică (amu) sau un Dalton.
- Care electron are o sarcină negativă (-1) egală cu sarcina pozitivă a unui proton (+1).
- Neutronii sunt particule fără sarcină care se găsesc în interiorul nucleului.
Termeni cheie
- atom: Cea mai mică cantitate posibilă de materie care își păstrează încă identitatea de element chimic, formată dintr-un nucleu înconjurat de electroni.
- proton: Particulă subatomică încărcată pozitiv care face parte din nucleul unui atom și care determină numărul atomic al unui element. Cântărește 1 amu.
- neutron: O particulă subatomică care face parte din nucleul unui atom. Nu are sarcină. Are masa egală cu cea a unui proton sau cântărește 1 amu.
Un atom este cea mai mică unitate de materie care păstrează toate proprietățile chimice ale unui element. Atomii se combină pentru a forma molecule, care apoi interacționează pentru a forma solide, gaze sau lichide. De exemplu, apa este compusă din atomi de hidrogen și oxigen care s-au combinat pentru a forma molecule de apă. Multe procese biologice sunt dedicate descompunerii moleculelor în atomii lor componenți, astfel încât aceștia să poată fi reasamblați într-o moleculă mai utilă.
Particule atomice
Atomii sunt compuși din trei particule de bază: protoni, electroni și neutroni. Nucleul (centrul) atomului conține protonii (cu sarcină pozitivă) și neutronii (fără sarcină). Regiunile cele mai exterioare ale atomului se numesc învelișuri electronice și conțin electronii (cu sarcină negativă). Atomii au proprietăți diferite în funcție de aranjamentul și numărul particulelor lor de bază.
Atomul de hidrogen (H) conține un singur proton, un electron și niciun neutron. Acest lucru poate fi determinat folosind numărul atomic și numărul de masă al elementului (vezi conceptul despre numerele atomice și numerele de masă).
Structura unui atom: Elementele, cum ar fi heliul, ilustrat aici, sunt alcătuite din atomi. Atomii sunt compuși din protoni și neutroni localizați în nucleu, cu electroni în orbitele care înconjoară nucleul.
Masa atomică
Protonii și neutronii au aproximativ aceeași masă, aproximativ 1,67 × 10-24 grame. Oamenii de știință definesc această cantitate de masă ca fiind o unitate de masă atomică (amu) sau un Dalton. Deși au o masă similară, protonii sunt încărcați pozitiv, în timp ce neutronii nu au nicio sarcină. Prin urmare, numărul de neutroni dintr-un atom contribuie semnificativ la masa sa, dar nu și la sarcina sa.
Electronii au o masă mult mai mică decât protonii, cântărind doar 9,11 × 10-28 grame, sau aproximativ 1/1800 dintr-o unitate de masă atomică. Prin urmare, ei nu contribuie prea mult la masa atomică totală a unui element. Atunci când se ia în considerare masa atomică, se obișnuiește să se ignore masa oricăror electroni și să se calculeze masa atomului doar pe baza numărului de protoni și neutroni.
Electronii contribuie foarte mult la sarcina atomului, deoarece fiecare electron are o sarcină negativă egală cu sarcina pozitivă a unui proton. Oamenii de știință definesc aceste sarcini ca fiind „+1” și „-1”. Într-un atom neutru, neîncărcat, numărul de electroni care orbitează în jurul nucleului este egal cu numărul de protoni din interiorul nucleului. În acești atomi, sarcinile pozitive și negative se anulează reciproc, ceea ce duce la un atom fără sarcină netă.
| Protons, Neutrons, and Electrons | |||
|---|---|---|---|
| Charge | Mass (amu) | Location | |
| Proton | +1 | 1 | nucleus |
| Neutron | 0 | 1 | nucleus |
| Electron | −1 | 0 | orbitals |
Both protons and neutrons have a mass of 1 amu and are found in the nucleus. However, protons have a charge of +1, and neutrons are uncharged. Electrons have a mass of approximately 0 amu, orbit the nucleus, and have a charge of−1.
Exploring Electron Properties: Comparați comportamentul electronilor cu cel al altor particule încărcate pentru a descoperi proprietățile electronilor, cum ar fi sarcina și masa.
Volumul atomilor
Contând dimensiunile protonilor, neutronilor și electronilor, cea mai mare parte a volumului unui atom – mai mult de 99 la sută – este, de fapt, spațiu gol. În ciuda acestui spațiu gol, obiectele solide nu trec pur și simplu unele prin altele. Electronii care înconjoară toți atomii sunt încărcați negativ și fac ca atomii să se respingă unii pe alții, împiedicând atomii să ocupe același spațiu. Aceste forțe intermoleculare vă împiedică să cădeți printr-un obiect precum scaunul dumneavoastră.
Interactiv: Construiți un atom: Construiți un atom din protoni, neutroni și electroni și vedeți cum se schimbă elementul, sarcina și masa. Apoi jucați un joc pentru a vă testa ideile!
.