Атом – это базовая строительная единица вещества. Почти всё, что можно потрогать, состоит из этих микрочастиц. Атомы на столько малы, что увидеть их в прямом – оптическом понимании этого слова нельзя. Однако атомы покрупнее видны в электронный микроскоп. И выглядят они там похожими на бисер без дырочек или круглые облака.
Для начала немного истории. Понимание того, что все или хотя бы часть объектов состоит из мельчайших неделимых частиц, пришло человечеству больше тысячи лет назад. Много столетий эта теория основывалась лишь на интуиции, умозаключениях и экспериментальных подтверждений не имела. Первые, действительно, научные шаги в сторону понимания атомарного строения вещей сделали алхимики средневековья. В поисках вымышленных ценностей эти учёные-мистики ставили вполне научные эксперименты: например, сращивали две пластины разных металлов, просто приложив их друг другу на долгие годы. Эффект, благодаря которому металлы стекаются в одно целое подобно жидкостям, называется атомарная диффузия.
Чтобы вставить в пост красивую картинку, научный повод не нужен :Р
Рождение современной атомарной теории пришлось на начало XIX века, когда концепцию атомов впервые использовали для объяснения химических реакций. В частности закона кратных отношений, отражающего постоянство пропорций масс вступающих в реакцию веществ.
Следующей вехой в изучении микрочастиц стало открытое ботаником Робертом Брауном хаотичное движение пылинок в воде. Их замысловатые танцы происходят без остановки благодаря столкновениям с молекулами. Мы называем такое непрерывное и хаотичное движение броуновским. В начале ХХ века на основе подобных наблюдений Альберт Эйнштейн впервые создал математическое обоснование атомарной теории и довольно точно предположил размеры молекул. Достижение, по истине, выдающееся. Представь, что нужно угадать цвет платья дамы в шляпе, зная лишь как качнулся океанический лайнер, когда она сходила среди сотен тысяч других пассажиров.
Теперь о самом атоме. Атом не элементарная микрочастица, он состоит из ещё более мелких составляющих (о них можно почитать здесь). В центре атома компактное ядро, составленное из положительно заряженных протонов и нейтронов, не имеющих электрического заряда. Удерживает части ядра вместе сильное взаимодействие, о котором я уже рассказывала. Именно числом протонов в ядре определяются атомарная масса и порядковый номер элемента в таблице Менделеева.
Схема атома лития. Обрати внимание, что число нейтронов не совпадает с числами протонов и электронов
Вокруг ядра летают электроны – отрицательно заряженные частицы. В обычных условиях на каждый протон приходится один электрон. Их число и то, как легко атом с ними расстаётся, определяют химические свойства элемента. Кстати, на иллюстрациях электроны часто изображают точками, а ядро большим кружком. Это в корне не верно: на самом деле электроны огромны по сравнению с ядрами (пропорции микро объектов можно сравнить здесь).
Траектории вращения электронов не похожи на планетарные, то есть те, что изображают на схемах. Если бы они двигались подобно Луне вокруг Земли, то постепенно теряли бы заряд и импульс и падали бы на ядро. Ведь в основе строения атома электромагнитное взаимодействие. Одна из популярных теорий утверждает, что электроны могут появляться в любой точке стационарных орбит и, лишь находясь на них, могут двигаться непрерывно. Всего таких орбит 5, если у атома один единственный электрон. Они различаются размером и формой. Сумму всех точек, где могут находиться электроны атома называют облаком.
Именно размеры облака определяют размер одиночного атома. Скорость движения электронов на столько велика, что выглядят они как монолитное облачко. Не смотря на то, что размер его даже по меркам микрочастиц крошечный.
К слову о размере атома: диаметр и масса на прямую не связаны. Гораздо важнее внутреннее строение. Так размер атома цезия (элемент №55) больше значительно более тяжёлых атомов и превышает размеры иных молекул (если забыл, молекулы состоят из нескольких атомов).
Давайте сыграем в игру.
Задание – придумать как можно больше способов (косвенно) дома доказать, что вещество состоят из атомов или хотя бы молекул. Предлагай свои варианты и помогай другим участникам отполировать их идеи. Все участники смогут заказать любую тему для дальнейших публикаций.
Перепост из NerdInCity Получить ответы на интересующие вопросы и подписаться можно на основной площадке блога nerdincity.ru
Комментариев нет:
Отправить комментарий