Открыть сервисСервис
Главная → Блог → Атом — основа материи

Атом — основа материи

Атом — наименьшая химически неделимая частица химического элемента, из которой состоят все известные вещества. Атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса частицы, и окружающего его отрицательно заряженного электронного облака. Размер атома составляет порядка 10⁻¹⁰ метров, масса — порядка 10⁻²⁷ килограмма.

История

Античные представления

Понятие атома восходит к античной философии. В V веке до н. э. древнегреческий философ Демокрит и его учитель Левкипп выдвинули учение о «неделимых» (греч. ἄτομος — «неделимый»), которые различаются формой и величиной и движутся в пустоте. Эта идея оставалась философской гипотезой и не подтверждалась экспериментально.

Атомистическая теория Дальтона

В 1803—1808 годах английский химик Джон Дальтон создал научную атомистическую теорию, опираясь на закон сохранения массы и закон постоянства состава. Дальтон утверждал, что атомы одного элемента одинаковы по массе, а химические реакции — это перегруппировка атомов. Его теория объяснила законы стехиометрии и стала основой современной химии.

Открытие внутренней структуры

В 1897 году Джозеф Томсон открыл электрон, показав, что атом делим. В 1911 году Эрнест Резерфорд провёл опыты по рассеянию альфа-частиц на золотой фольге и обнаружил, что положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в крошечном ядре. В 1913 году Нильс Бор предложил квантовую модель атома с дискретными орбитами электронов. В 1920-е годы Шрёдингер, Гейзенберг и другие создали квантовомеханическую модель атома, в которой электрон описывается не траекторией, а волновой функцией и вероятностью обнаружения.

Строение атома

Ядро

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов (нуклонов), удерживаемых вместе ядерными силами. Заряд ядра определяется числом протонов — атомным номером элемента Z. Число нейтронов N определяет изотоп. Массовое число A = Z + N.

Электронная оболочка

Электроны распределены по энергетическим уровням и подуровням (s, p, d, f) в соответствии с принципом Паули, правилом Хунда и правилом заполнения. Химические свойства атома определяются прежде всего валентными электронами — электронами на внешнем уровне.

Классификация

Изотопы

Изотопы — атомы одного элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Пример: углерод-12, углерод-13 и углерод-14. Изотопы бывают стабильными и радиоактивными.

Ионы

Атом, потерявший или присоединивший электроны, превращается в ион: катион (положительно заряженный) или анион (отрицательно заряженный).

Химические элементы

Все известные атомы делятся на элементы, различающиеся числом протонов. В настоящее время открыто 118 элементов, из них около 90 встречаются в природе; остальные получены искусственно.

Атом в физике и химии

Атом — центральное понятие химии: химические реакции представляют собой перестроение электронных оболочек, а ядерные реакции — превращение одних ядер в другие. В физике атом служит моделью для изучения квантовых явлений, а в ядерной физике — объектом ядерных реакций, лежащих в основе ядерной энергетики и ядерного оружия.

Интересные факты

  • Атом в основном состоит из пустоты: если увеличить ядро атома водорода до размера вишни, электрон будет находиться на расстоянии нескольких километров.
  • Суммарная масса всех атомов Вселенной оценивается в 10⁵³ кг.
  • Термин «атом» впервые ввёл Демокрит около 400 года до н. э.

Источники

Похожие материалы

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru