Atom

Atom adalah unit terkecil dari partikel yang ada sebagai zat sederhana, dan dapat campur tangan dalam kombinasi kimia. Selama berabad-abad, pengetahuan terbatas yang dimiliki atom, hanyalah objek dugaan dan asumsi, alasan mengapa data konkret tidak dapat diperoleh sampai bertahun-tahun kemudian. Pada abad ke-18 dan ke-19, ilmuwan Inggris John Dalton menyarankan keberadaan atom sebagai unit yang sangat kecil, yang semua materi akan dikomposisikan, dan menugaskan mereka massa dan mewakili mereka sebagai bidang yang solid dan tak terpisahkan.

Atom

Apa itu atom?

Ini adalah satuan materi minimum, yang terdiri dari padatan, cairan, dan gas. Atom-atom dikelompokkan bersama-sama, karena bisa dari jenis yang sama atau berbeda, untuk membentuk molekul, yang, pada gilirannya, merupakan materi yang menyusun tubuh yang ada. Namun, para ilmuwan telah menentukan bahwa hanya 5% dari materi yang ada di alam semesta terdiri dari atom, karena materi gelap (yang menempati lebih dari 20% dari alam semesta) terdiri dari partikel yang tidak diketahui, serta energi gelap ( yang menempati 70%).

Namanya berasal dari atomus Latin, yang berarti "tak terpisahkan", dan mereka yang memberikan terminologi ini adalah filsuf Yunani Democritus (460-370 SM) dan Epicurus (341-270 SM).

Para filsuf ini, yang tanpa bereksperimen, dalam mencari jawaban atas pertanyaan tentang apa yang kita terbuat dari dan penjelasan realitas, menyimpulkan bahwa tidak mungkin untuk membagi materi tanpa batas, bahwa harus ada "topi", yang berarti bahwa itu akan mencapai batas minimum dari apa yang terbuat dari semua hal. Kata "atas" disebut atom, karena partikel minimum itu tidak lagi dapat dibagi dan alam semesta akan terdiri darinya, harus ditambahkan bahwa konsep ini masih dipertahankan sampai sekarang ketika berbicara tentang apa itu atom.

Itu terdiri dari nukleus, di mana setidaknya ada satu proton dan jumlah neutron yang sama (yang penyatuannya disebut "nukleon"), dan setidaknya 99, 94% massanya ditemukan dalam nukleus tersebut. Sisanya 0, 06% terdiri dari elektron yang mengorbit nukleus. Jika jumlah elektron dan protonnya sama, atomnya netral secara listrik; jika memiliki lebih banyak elektron daripada proton, muatannya akan negatif dan ditentukan sebagai anion; dan jika jumlah proton melebihi elektron, muatannya akan positif, dan disebut kation.

Ukurannya sangat kecil (sekitar sepuluh ribu juta meter ) sehingga jika suatu benda harus dibagi dalam jumlah yang cukup banyak, tidak akan ada yang tersisa dari bahan yang dikomposisikan, melainkan atom dari unsur-unsur yang, dalam kombinasi, mereka membentuknya, dan ini praktis tidak terlihat. Namun, tidak semua jenis atom memiliki bentuk dan ukuran yang sama, karena akan tergantung pada beberapa faktor.

Unsur-unsur atom

Atom

Atom memiliki komponen lain yang membentuknya yang disebut partikel subatomik, yang tidak dapat eksis secara independen, kecuali berada dalam kondisi khusus dan terkendali. Partikel-partikel ini adalah: elektron, yang memiliki muatan negatif; proton, yang memiliki muatan positif; dan neutron, yang muatannya sama, yang membuatnya netral secara listrik. Proton dan neutron ditemukan di dalam nukleus (pusat) atom, membentuk apa yang dikenal sebagai nukleon, dan elektron mengorbit nukleus.

Proton

Partikel ini ditemukan di inti atom, membentuk bagian dari nukleon, dan muatannya positif. Mereka menyediakan sekitar 50% dari massa atom, dan massanya setara dengan 1836 kali dari sebuah elektron. Namun, mereka memiliki jumlah massa yang sedikit lebih kecil dari neutron. Proton bukan partikel elementer, karena terdiri dari tiga quark (yang merupakan jenis fermion, salah satu dari dua partikel elementer yang ada).

Jumlah proton dalam sebuah atom sangat menentukan untuk menentukan jenis elemen. Misalnya, atom karbon memiliki enam proton, sedangkan atom hidrogen memiliki satu proton.

Elektron

Mereka adalah partikel negatif yang mengorbit inti atom. Massanya sangat kecil sehingga dianggap sekali pakai. Biasanya, jumlah elektron dalam atom sama dengan proton, sehingga kedua muatan saling membatalkan.

Elektron dari atom yang berbeda terikat bersama oleh gaya Coulomb (elektrostatik), dan dengan berbagi dan bertukar dari satu atom ke atom lainnya, itu menyebabkan ikatan kimia. Ada elektron yang bisa bebas, tanpa terikat pada atom apa pun; dan yang terkait dengan satu, dapat memiliki orbit dengan ukuran berbeda (semakin besar radius orbital, semakin besar energi yang terkandung di dalamnya).

Elektron adalah partikel elementer, karena merupakan jenis fermion (lepton), dan tidak ada unsur lain yang membentuknya.

Neutron

Ini adalah partikel subatom netral dari atom, yaitu memiliki jumlah muatan positif dan negatif yang sama. Massanya sedikit lebih tinggi dari proton, yang dengannya ia membentuk inti atom.

Seperti proton, netron terdiri dari tiga quark: dua turun atau turun dengan muatan -1/3 dan satu naik atau naik dengan muatan +2/3, menghasilkan muatan total nol, yang membuatnya netral. Neutron sendiri tidak dapat ada di luar nukleus, karena rata-rata masa hidup di luar nukleus adalah sekitar 15 menit.

Jumlah neutron dalam atom tidak menentukan sifatnya, kecuali jika itu adalah isotop.

Isotop

Mereka adalah sejenis atom, yang komposisi nuklirnya tidak merata ; yaitu, ia memiliki jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda. Dalam hal ini, atom-atom yang membentuk unsur yang sama akan berbeda, dibedakan dengan jumlah neutron yang dikandungnya.

Ada dua jenis isotop:

  • Alami, ditemukan di alam, seperti dalam kasus atom hidrogen, yang memiliki tiga (protium, deuterium, dan tritium); atau atom karbon, yang juga memiliki tiga (karbon-12, karbon-13, dan karbon-14; masing-masing dengan utilitas yang berbeda).
  • Buatan, yang diproduksi di lingkungan yang terkendali, di mana partikel subatomik dibombardir, menjadi tidak stabil dan radioaktif.

Ada isotop stabil, tetapi stabilitas ini relatif, karena, meskipun mereka juga radioaktif, periode peluruhan mereka sangat luas dibandingkan dengan keberadaan planet ini.

Bagaimana elemen-elemen atom didefinisikan

Suatu atom akan dibedakan atau didefinisikan oleh beberapa faktor, yaitu:

  • Kuantitas proton: variasi dalam angka ini dapat menghasilkan elemen yang berbeda, karena menentukan elemen kimia yang dimilikinya.
  • Kuantitas Neutron: Menentukan isotop elemen.

Gaya yang dengannya proton menarik elektron adalah elektromagnetik ; sedangkan yang menarik proton dan neutron adalah nuklir, yang intensitasnya lebih besar daripada yang pertama, yang mengusir proton bermuatan positif dari satu sama lain.

Jika jumlah proton dalam sebuah atom tinggi, gaya elektromagnetik yang menolaknya akan menjadi lebih kuat daripada yang nuklir, ada kemungkinan bahwa nukleon akan dikeluarkan dari inti, menyebabkan peluruhan nuklir, atau yang juga dikenal sebagai radioaktivitas. ; untuk kemudian menghasilkan transmutasi nuklir, yang merupakan konversi dari satu elemen ke elemen lainnya (alkimia).

Apa itu model atom

Ini adalah skema yang membantu menentukan apa atom itu, komposisinya, distribusinya dan karakteristik yang dihadirkannya. Sejak kelahiran istilah ini, model atom yang berbeda telah dikembangkan, yang memungkinkan kami untuk lebih memahami strukturisasi materi.

Model atom yang paling representatif adalah:

Model Atom Bohr

Atom

Fisikawan Denmark Niels Bohr (1885-1962), setelah belajar dengan profesornya, ahli kimia dan juga fisikawan Ernest Rutherford, terinspirasi oleh model yang terakhir untuk mengeksposnya, mengambil atom hidrogen sebagai panduan.

Model atom Bohr terdiri dari semacam sistem planet, di mana nukleus berada di pusat dan elektron bergerak di sekitarnya sebagai planet, dalam orbit yang stabil dan melingkar, di mana yang terbesar menyimpan lebih banyak energi. Ini termasuk penyerapan dan emisi gas, teori kuantisasi Max Planck dan efek fotolistrik

Albert Einstein

Elektron dapat melompat dari satu orbit ke orbit lain: jika ia berpindah dari satu energi yang lebih kecil ke energi lainnya yang lebih besar, ia akan meningkatkan jumlah atau jumlah energi untuk setiap orbit yang dicapai; kebalikannya terjadi ketika ia beralih dari energi tinggi ke energi rendah, di mana tidak hanya berkurang, tetapi juga hilang dalam bentuk radiasi seperti cahaya (foton).

Namun, model atom Bohr cacat, karena tidak berlaku untuk jenis atom lainnya.

Model Atom Dalton

John Dalton (1766-1844), matematikawan dan ahli kimia, memelopori penerbitan model atom berbasis ilmiah, di mana ia menjelaskan bahwa atom mirip dengan bola bilyar, yaitu bola.

Model atom Dalton menyatakan dalam pendekatannya (yang ia sebut "teori atom") bahwa atom tidak dapat dibagi . Ini juga menetapkan bahwa atom-atom dari unsur yang sama memiliki kualitas yang identik, termasuk berat dan massa; bahwa meskipun mereka dapat digabungkan, mereka tetap tidak terpisahkan dengan hubungan sederhana ; dan bahwa mereka dapat dikombinasikan dalam proporsi yang berbeda dengan jenis atom lain untuk membuat senyawa yang berbeda (penyatuan dua atau lebih jenis atom).

Model atom Dalton tidak konsisten, karena tidak menjelaskan keberadaan partikel subatom, karena keberadaan elektron dan proton tidak diketahui. Dia juga tidak dapat menjelaskan fenomena radioaktivitas atau arus elektron (sinar katoda); Lebih jauh lagi, ia tidak memperhitungkan isotop (atom dari unsur yang sama dengan massa berbeda).

Model Atom Rutherford

Dibesarkan oleh fisikawan dan kimiawan Ernest Rutherford (1871-1937), model ini merupakan analogi dengan tata surya . Model atom Rutherford menetapkan bahwa persentase massa atom tertinggi dan bagian positifnya ditemukan dalam nukleusnya (pusat); dan bagian negatif, atau elektron, berputar di sekitarnya dalam orbit elips atau bundar, ada kekosongan di antara mereka. Dengan demikian, itu menjadi model pertama yang memisahkan atom menjadi inti dan kerak.

Fisikawan melakukan percobaan, di mana dia menghitung sudut dispersi partikel ketika memukulnya dengan kertas emas, dan mencatat bahwa beberapa memantul pada sudut yang tidak sesuai, yang menyimpulkan bahwa nukleusnya harus kecil tetapi memiliki kepadatan tinggi. Berkat Rutherford, yang adalah seorang mahasiswa JJ Thomson, gagasan pertama tentang keberadaan neutron juga dimiliki. Prestasi lainnya adalah timbulnya pertanyaan tentang bagaimana muatan positif dalam inti dapat tetap bersama dalam volume yang begitu kecil, yang kemudian mengarah pada penemuan salah satu interaksi mendasar: kekuatan nuklir yang kuat.

Model atom Rutherford tidak konsisten, karena bertentangan dengan hukum Maxwell tentang elektromagnetisme ; juga tidak menjelaskan fenomena radiasi energi dalam transisi elektron dari keadaan energi tinggi ke rendah.

Model Atom Thomson

Itu diungkapkan oleh ilmuwan dan pemenang Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1906, Joseph John Thomson (1856-1940). Model atom Thomson menggambarkan atom sebagai massa bola bermuatan positif dengan elektron dimasukkan ke dalamnya, seperti puding kismis. Jumlah elektron dalam model ini cukup untuk menetralkan muatan positif, dan distribusi massa positif dan elektron adalah acak.

Dia bereksperimen dengan sinar katoda: dalam tabung vakum dia melewati sinar saat ini dengan dua lempeng, menghasilkan medan listrik yang menangkisnya. Karena itu ia menentukan bahwa listrik terdiri dari partikel lain; menemukan keberadaan elektron.

Namun, model atom Thomson singkat, karena tidak pernah diterima secara akademis . Deskripsi tentang struktur internal atom tidak benar, seperti distribusi muatan, tidak memperhitungkan keberadaan neutron, dan proton tidak diketahui. Juga tidak menjelaskan keteraturan Tabel Periodik Unsur.

Meskipun demikian, penelitiannya menjadi dasar untuk penemuan selanjutnya, karena dari model ini, keberadaan partikel subatomik diketahui.

Massa atom

Atom

Diwakili dengan huruf A, massa total proton dan neutron yang terkandung dalam atom, tanpa memperhitungkan elektron, disebut massa atom, karena massanya sangat kecil sehingga dapat dibuang.

Isotop adalah variasi atom dari unsur yang sama dengan jumlah proton yang sama, tetapi jumlah neutron yang berbeda, sehingga massa atomnya akan berbeda bahkan ketika mereka sangat mirip.

Nomor atom

Ini diwakili oleh huruf Z, dan mengacu pada jumlah proton yang terkandung dalam atom, yang merupakan jumlah elektron yang sama di dalamnya. Tabel Periodik Unsur-unsur Mendeléiev tahun 1869, dipesan dari yang paling rendah hingga yang terbesar menurut nomor atomnya.

Direkomendasikan

Rantai Evolusi
2020
Dajjal
2020
Yayasan
2020