Atomi

Related Topics:
Atomic_Dog :: Atomic_Cartoons,_Inc. :: Atomic_Kitten :: Atomic_Rooster :: Atomic_Veterans :: Atomic_Games :: Atomic_Age :: Atomic_City :: Atomic_Energy_Council :: Atomic

Atom.png

Atomi on alkuaineen kemiallisesti pienin osa. Sana tulee alun perin kreikan sanasta atomos, joka tarkoittaa jakamatonta.

Suurin osa atomista on tyhjää. Atomin keskellä on pieni positiivinen ydin, joka muodostuu nukleoneista: positiivisesti varautuneista protoneista (p⁺) ja varauksettomista neutroneista (n⁰). Ytimen hiukkasten lukumäärä on atomin massaluku.

Ytimen ympärillä on negatiivisesti varautuneista elektroneista koostuva elektroniverho. Perustilassaan atomit ovat sähköisesti neutraaleja, jolloin protoneja ja elektroneja on yhtä paljon. Atomit luokitellaan tavallisesti järjestysluvun mukaan, joka vastaa protonien lukumäärää. Eri alkuaineet löytyvät jaksollisesta järjestelmästä. Saman alkuaineen atomeja, joiden järjestysluku on siis sama mutta joilla on erilainen massaluku, kutsutaan isotoopeiksi. Isotooppien kemialliset ominaisuudet ovat samanlaisia, mutta ne voivat erota esimerkiksi radioaktiivisuutensa puolesta.

Atomin ydin määrää alkuaineen, mutta elektroniverho sen, millaisia ioneja ja yhdisteitä voi syntyä. Elektroniverhossa ovat mahdollisia vain tietyt muutokset, jotka määräytyvät elektronien energiatilan mukaan.

Yksinkertaisin atomi on vetyatomi, jonka järjestysluku on 1 ja jossa on yksi protoni ja yksi elektroni. Ioneja muodostuu, kun atomi tai kemiallinen yhdiste luovuttaa tai ottaa vastaan yhden tai useamman elektronin.

Atomimalleja

Käsitteenä atomi on hyvin vanha. Jo Demokritos ehdotti, että kaikki koostuu atomeista ja tyhjyydestä, ja, koska atomeissa ei ole tyhjyyttä, ne ovat jakamattomia, sillä ainoastaan tyhjyys voi erottaa kappaleet toisistaan. Atomit eivät kuitenkaan ole nykytiedon mukaan jakamattomia vaan koostuvat pienemmistä alkeishiukkasista.

Nykyisistä, tieteellisiin havaintoihin perustuvista atomimalleista ensimmäinen on Joseph Thomsonin rusinapullamalli. Atomin oli havaittu olevan sähköisesti neutraali mutta koostuvan erimerkkisesti varatuista hiukkasista. Klassisen teorian mukaan ainoa mahdollinen pysyvä atomimalli oli sellainen, jossa positiiviset ja negatiiviset hiukkaset ovat tasaisesti levittyneet atomiin kuin rusinat pullaan.

Ernest Rutherford teki kuitenkin kokeen, jossa hän pommitti ohutta kultakalvoa alfahiukkasilla. Suureksi yllätyksekseen hän havaitsi, että pieni osa hiukkasista kimposi kalvosta takaisin muiden mennessä läpi, ikään kuin suurin osa atomista olisi tyhjää täynnä ja vain pieni ydin sisältäisi kaiken massan. Rutherford päätyi aurinkokuntamalliin, jossa elektronit kiertävät positiivista ydintä. Tämä malli ei klassisessa fysiikassa voi kuitenkaan olla vakaa, sillä ympyräliikkeessä olevat elektronit säteilisivät energiansa pian pois.

Niels Bohr ratkaisi ongelman esittämällä, että elektronit kiertävät ydintä vain tietyillä pysyvillä, stationaarisilla radoilla. Bohrin mallissa elektronit säteilevät vain siirtyessään radalta toiselle absorboimalla tai emittoimalla fotonin. Mallin heikkoudet liittyvät siihen, että se ei mitenkään selitä tätä kvantittumista. Lopulta fyysikot kuten Erwin Schrödinger saivat kehitettyä kvanttimekaanisen atomimallin, jossa elektronit muodostavat ytimen ympärille todennäköisyyspilviä: koskaan ei voi tietää varmasti missä elektroni on, vaan se on ikään kuin levittäytynyt koko avaruuteen. Kvanttimekaniikan monimutkaisuuden ja järjenvastaisuuden vuoksi Rutherfordin ja Bohrin yksinkertaisia malleja käytetään edelleen opetuksessa, ja useimmat ihmiset ajattelevatkin atomeja edelleen pieninä aurinkokuntina. Kvanttimekaaninen atomimalli on kuitenkin todistettu päteväksi useilla äärimmäisen tarkoilla kokeilla.

Katso myös

Atomismi

Aiheesta muualla

Hiukkasseikkailu

Hiukkasfysiikka | Kemia

Gourt Home::Gourt :: Atomi

Atomimalleja

Katso myös

Aiheesta muualla