Χημεία

Εισαγωγή στη χημεία - Σύνθεση της ύλης


Atom

Όλη η ύλη αποτελείται από πολύ μικρά σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια ονομάζουμε άτομα.

Atom - Είναι ένα αδιαίρετο σωματίδιο.

Περίπου 2.500 χρόνια πριν, ο Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος είπε ότι αν διαιρέσουμε την ύλη σε μικρότερα και μικρότερα κομμάτια, θα φτάσουμε στους αδιαίρετους κόκκους, οι οποίοι είναι άτομα (το = όχι και τόνο = μέρος). Το 1897, ο αγγλικός φυσικός Joseph Thompson (1856-1940) ανακάλυψε ότι τα άτομα ήταν διαιρετά: στο εσωτερικό ήταν το ηλεκτρόνιο, το αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο.

Το 1911, ο Νέος Ζηλανδός Έρνεστ Ράδερφορντ (1871-1937) έδειξε ότι τα άτομα είχαν μια συμπαγή κεντρική περιοχή που ονομάζεται πυρήνας και ότι μέσα τους ήταν πρωτόνια, θετικά φορτισμένα σωματίδια.


Πηγή: //static.hsw.com.br/gif/atom-rutherford.jpg

Το 1932, ο αγγλικός φυσικός James Chadwick (1891-1974) ανακάλυψε το νετρόνιο, το ουδέτερο σωματίδιο, τον συνοδό πρωτονίων στον ατομικό πυρήνα.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960 οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια ήταν ακόμη μικρότερα σωματίδια. Murray Gell-Mann, που γεννήθηκε το 1929, υποδηλώνει την ύπαρξη κουάρκ, που θα ήταν αυτά τα μικρότερα σωματίδια. Τα κουάρκ κρατιούνται μαζί από άλλα σωματίδια που ονομάζονται γλουόνια.

Στην αρχαιότητα πιστεύεται ότι τα άτομα ήταν αδιαίρετα και μαζικά. Τον 20ο αιώνα αποδείχθηκε ότι τα άτομα σχηματίζονται από άλλα σωματίδια. Υπάρχουν τρία θεμελιώδη σωματίδια: ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια.
Το άτομο χωρίζεται σε δύο μέρη: τον πυρήνα και την ηλεκτροσφαίρα. Πρωτόνια και νετρόνια βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου και τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στην ηλεκτροσφαίρα.


Πηγή: //www.infoescola.com/Modules/Articles/Images/full-1-3d6aba4843.jpg

Αυτά τα σωματίδια χαρακτηρίζονται από τα ηλεκτρικά τους φορτία. Το ηλεκτρόνιο έχει φορτίο -1 και αμελητέα μάζα (περίπου 1/1836 είναι η μάζα πρωτονίων). Η μάζα του πρωτονίου θα είναι τότε ίση με 1 και το φορτίο +1. Το νετρόνιο δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο και η μάζα του είναι ίση με εκείνη του πρωτονίου.

Κοιτάξτε το τραπέζι ανάμεσα στις αναλογίες μάζας των θεμελιωδών σωματιδίων του ατόμου. Το πρωτόνιο με μάζα ίσο με 1 υιοθετείται ως πρότυπο:

ΣΤΟΙΧΕΙΑPASTAΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΦΟΡΤΩΣΗ

σ

1

+1

όχι

1

0

é

1/1836

-1

Σημειώστε ότι η μάζα του ηλεκτρονίου είναι 1.836 φορές μικρότερη από εκείνη του πρωτονίου, οπότε η μάζα του παραβλέπεται.

Μέγεθος ατόμου

Το μέγεθος του ατόμου μετράται σε angstrons (Å).

1 angstron = 10-10μέτρα

Η μέση διάμετρος του πυρήνα ενός ατόμου είναι μεταξύ 10-4 Α και 10-5 Å και εκείνη της ηλεκτροσφαίρας είναι 1Α.

Η ηλεκτροσφαιρία ενός ατόμου είναι μεταξύ 10.000 και 100.000 φορές μεγαλύτερη από τον πυρήνα του. Αυτή η διαφορά στο μέγεθος μας οδηγεί στο να παραδεχτούμε ότι το άτομο είναι σχεδόν φτιαγμένο από κενό χώρο. Στην πράξη, εάν ο πυρήνας ήταν το μέγεθος μίας μπάλας τένις, το πρώτο ηλεκτρόνιο θα ήταν σε απόσταση 1 χλμ.