Definisjon av atomstruktur

Candela Rocío Barbisan | Jan. 2022
Kjemisk ingeniør

I følge Periodiske tabell, er det omtrent 118 forskjellige typer atomer som, når de grupperes sammen, danner molekyler. Strukturen til atomet ble studert av forskjellige forskere til de nådde det vi nå tar som et kriterium. generelt, som er at et atom består av to godt differensierte soner: kjernefysisk sone og ekstra sone kjernefysisk.

Kjernefysisk sone dannes av positiv ladning (protoner) og nøytralladning (nøytroner), og det er grunnen til at den utgjør nesten 99,99 % av atommasse til tross for å ha en redusert størrelse på 10-12 cm. Partiklene inni holdes sammen av kjernekrefter, veldig sterke krefter som gir opphav til Kjernekraft.

Til tross for at den har den laveste atommassen, opptar den ekstranukleære sonen 99,99 % av volum av atomet, og det er negativt ladet som vertssone for elektroner, som er i kontinuerlig bevegelse på ubestemt tid.

Når atomet er nøytralt, sies antall elektroner og protoner å være likt. Nå, når et atom mister eller får elektroner, forblir positivt eller negativt ladet, dannes ioniske arter kalt kationer og anioner. Avhengig av antall elektroner oppnådd eller tapt, blir de tildelt et navn, for eksempel i tilfellet med aluminium, som er en metall som danner et positivt ion, siden det mister tre elektroner, kalles det et trivalent kation.

Hvis vi ser på massene til de subatomære partiklene vil vi se at de er like i rekkefølgen til protonene og nøytroner mens elektroner har en lavere masse, alle definert i det periodiske systemet i de Enhet av "uma". "uma" betyr "atommasseenhet" og er definert som en tolvtedel av atommassen til karbon, for å etablere en referansestørrelse. I sin tur er det definert som følgende ekvivalens:

1 amu = 1,66 x 10^-24 gram

Hvis vi ser på størrelsesordenene, innser de at det er en liten og umerkelig verdi for menneskesyn. Så når vi leser atommassen til et grunnstoff, for eksempel, når det gjelder Helium, ser vi at det er 4,002602 amu eller, hva er det samme, 6,64x10-24 gram.

Når vi definerer atomstrukturen til et grunnstoff, refererer vi til to kjente tall som lar oss raskt identifisere atomet vi navngir. Disse tallene er: atomnummeret og massetallet.

Atomnummeret eller "Z" representerer antall protoner som atomet har i kjernen. Som vi sa før, hvis atomet er nøytralt, tilsvarer "Z" også antall elektroner i den ekstra kjernefysiske sonen. Takket være nummeret "Z" kan vi finne det i det periodiske systemet, som vil gi det en rekke visse egenskaper. Når det gjelder massetallet eller "A" refererer det til antall protoner og nøytroner som atomet har i kjernen. Generelt uttrykkes begge tallene som følger:

Hvor X representerer symbol av kjemisk element.

Selv om for en viss "X" er "Z" unik, kan "A" variere på grunn av eksistensen av isotoper.

Isotoper er atomer av samme grunnstoff som er forskjellige i antall nøytroner. Derfor kan de ha samme "Z", det vil si samme antall protoner, men ikke samme "A" siden nøytronene varierer fra den ene til den andre.

Det er mange eksempler på isotoper i naturen, de mest utbredte er isotoper av karbon. Det er følgende atomstrukturer for det samme elementet:

Som vi kan se, varierer antallet nøytroner i hver av dem. Alle arter bevarer seks protoner mens den første har 5 nøytroner, den andre 6, den tredje 7 og de siste 8. Avhengig av isotopen er at bruken er bestemt. For eksempel er isotopen Carbon-13 den minst tilgjengelige i naturen til tross for at den er fysisk stabil. Karbon-14 er en radioaktiv isotop med anvendelser på dette feltet og grafitt er en av de mest nyttige isotopene i dag.