Bästa svaret
Hej, Samuel. Tack för A2A.
En atom är den minsta identifierbara delen av ett element.
Atomerna som utgör element består av två huvuddelar – insidan kallas kärnan och utanför kallas elektronskal. I kärnan finns två olika partiklar – båda ungefär lika stora – men den ena har en positiv elektrisk laddning som kallas proton och den andra utan elektrisk laddning som kallas en neutron. Atomer med en proton i kärnan kommer alltid att vara en väteatom – det första elementet i det periodiska systemet som är ett diagram över alla element.
Atomer med två protoner kommer alltid att vara heliumatomer – det andra elementet i det periodiska systemet – och så vidare. Varje gång en annan proton läggs till kärnan kommer ett nytt och annat element att bildas.
Vanligtvis när en proton läggs till kärnan tillsätts också en neutron. Neutroner är som ”limet” som håller alla de positiva laddningarna ihop.
För varje proton i kärnan finns det också en elektron i skalen som omger kärnan. På detta sätt balanserar antalet negativa laddningar från elektronerna antalet positiva laddningar från protonerna i kärnan och atomen är elektriskt neutral.
Du kan kolla in det periodiska systemet här: Dynamiskt periodiskt system
Det är ett fascinerande verktyg som kan svara på de flesta av dina frågor om atomer.
Svar
Atomer, i betydelsen verklig materia som vi interagerar med och består av, består av två huvuddelar: en kärna och ett elektronmoln. Kärnan är den tätpackade mitten av en atom, som består av protoner och neutroner. Elektronmolnet består av elektroner som kretsar kring atomen och låter den reagera med andra atomer.
Den bästa visualiseringen för en atom är att föreställa kärnan som solen, en massiv central sfär och elektroner som planeter, som kretsar kring stora avstånd. Precis som det verkliga solsystemet består en atom av mestadels tomt utrymme, eftersom elektronerna, trots att de upptar stora banor, tar väldigt lite av utrymmet i den banan vid en given tidpunkt.
Här är en snabb genomgång av varje partikel:
- Protoner är positivt laddade partiklar som packas i en kärna tillsammans med neutroner. De är ansvariga för att hålla elektronerna i en atom nära den, genom elektrisk attraktion.
- Neutroner är icke laddade partiklar som också utgör kärnan. De fungerar som ett slags ”lim” för kärnan, eftersom endast positivt laddade protoner lätt skulle stöta från varandra och aldrig klibba ihop.
- Elektroner är negativt laddade partiklar som ”kretsar” om kärnan (den faktiska rörelsen är mer en superposition av slumpmässiga rörelser men det ligger utanför räckvidden för detta svar). De kan lätt utbytas mellan atomer och deras rörelse är grunden för kemiska interaktioner.
Protoner utgör en atoms identitet, och hur många det finns är faktiskt grunden för hur vi sorterar atomer, av två huvudskäl:
- Protoner och elektroner är de enda laddningsbärande delarna av en atom, och de flesta interatomära interaktioner sker på grundval av laddning
- Protoner skapar upp kärnan i en atom och inte lätt utvisas från en atom. Elektroner, å andra sidan, är mycket svagare bundna till en atom i jämförelse och kan lätt bytas ut mot närliggande atomer. Således är de ofta opålitliga när det gäller att bedöma en atoms identitet.
Det finns 118 atomer som forskare för närvarande kan skapa och mäta under tillräckliga tidsperioder. Den minsta är väte, som består av en protonkärna och en elektron som kretsar kring den. Den största är Oganesson, som består av 118 protoner och 176 neutroner, och 118 elektroner som kretsar kring den. Denna partikel är emellertid mycket instabil, eftersom dess protoner helt enkelt avvisas av varandra för att stanna tillsammans i en partikel. Dessutom, när antalet neutroner börjar bli högt, har de också liten kraft som binder dem till kärnan och kommer också att vilja lämna.
Att gå ännu längre, protoner och neutroner består själva av olika, ännu mindre partiklar, kallade kvarker. Kvarkar är materiens faktiska bastillstånd och kan inte delas upp ytterligare, och de anses vara universums byggstenar. Även om det finns sex smaker (fysikbeteckningen betyder typ) av kvarkar, används bara två av dem för att bygga protoner och neutroner: en uppkvark med en +2/3 laddning och en nedkvark med en -1/3 laddning. / p>
Protoner består av två Up-kvarkar och en Down-kvark, som summeras till en +1 nettoladdning. Neutroner består av en Up-kvark och två Down-kvark, som sammanfattas till en nettoladdning på 0.Dessa kvarkar hålls samman av något som kallas ”stark kärnkraft”, som är en mycket komplex och inte helt förstådd subatomär kraft som innebär utbyte av en annan typ av subatomär partikel som kallas mesoner. Elektroner är faktiskt ett grundtillstånd av materia som kallas leptoner och kan inte delas upp längre.