τα άτομα

Ποιοι είναι οι δομικοί λίθοι, δηλαδή τα τουβλάκια της ύλης;

Οι χημικές ουσίες αποτελούνται από  άτομα , μόρια , ιόντα .

Ας κάνουμε ένα σύντομο ταξίδι μέσα σε ένα στοιχείο:

Με το βιονικό μας μάτι ας κοιτάξουμε στα εσώψυχα μιας από τις απλούστερες ουσίες – ένα αέριο , το ήλιο He .

Zουμάρουμε – ζουμάρουμε και αρχίζουμε να βλέπουμε κάποιες  μπαλίτσες να τρέχουν πέρα δώθε σαν τρελές  με μεγάλες ταχύτητες , άλλες  πιο γρήγορα  και άλλες πιο αργά –  οι δομικοί λίθοι των αερίων είναι σχετικά σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους και κινούνται άτακτα με μεγάλες ταχύτητες  { γι αυτό τα αέρια ούτε σταθερό σχήμα ,ούτε σταθερό όγκο  } #. Αυτές οι μπαλίτσες  έχουν διάμετρο λίγα Άνγκσρομ ( 1 Α = 0,1 nm - 1nm είναι 1 δισεκατομμυριοστό  του μέτρου ) και λέγονται άτομα . Για να καταλάβουμε πόσο μικρά είναι τα άτομα, ας φανταστούμε ότι όλοι οι άνθρωποι (7,2 δισεκατομμύρια) αν είμασταν τόσο μικροί όσο είναι τα άτομα θα μπορούσαμε να στριμωχτούμε σε ένα κυβάκι με ακμή 1 εκατομμυριοστό του μέτρου! Τα ονόμασε ο Δημόκριτος  από παλιά  έτσι , γιατί πίστευε ότι δεν διαιρούνται . Υπάρχουν 118 είδη ατόμων, όσα δηλαδή είναι και τα είδη των στοιχείων.

Μπαίνουμε μέσα σε ένα άτομο He και τι διαπιστώνουμε ; Ότι το άτομο είναι κούφιο . Είναι σχεδόν κενό . Ζουμάρουμε-ζουμάρουμε και τελικά στο κέντρο βλέπουμε κάτι σαν κουκούτσι ,τον πυρήνα , ο οποίος έχει 10000 φορές μικρότερη διάμετρο από το άτομο. Πλησιάζουμε και μπαίνουμε μέσα στον πυρήνα . Και τι βλέπουμε ; Κάποιες άλλες  μικρότερες   μπαλίτσες , τα νουκλεόνια. Αυτά είναι δύο ειδών, τα πρωτόνια p και τα νετρόνια n . Αυτά έχουν περίπου την ίδια μάζα και συνεχώς μεταλλάσσονται (;) . Τα πρωτόνια έχουν 1 θετικό στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο(+1), ενώ τα νετρόνια δεν έχουν ηλ.φορτίο-είναι ηλ.ουδέτερα. Το πλήθος των πρωτονίων το αποκαλούμε ατομικό αριθμό (Ζ) και το πλήθος όλων των νουκλεονίων(πρωτόνια και νετρόνια μαζί) το αποκαλούμε μαζικό αριθμό (Α). Καταλαβαίνετε πως όταν κάποιο άτομο δεν έχει νετρόνια, τότε Ζ=Α. Αυτοί οι δύο αριθμοί είναι η ταυτότητα του κάθε ατόμου.

Τα  p  και τα n  είναι αδρόνια . Ζουμάρουμε σε ένα πρωτόνιο ή σε ένα νετρόνιο . Τι θα δούμε μέσα τους ;  Μια τριπλέτα σωματιδίων που λέγονται κουάρκ .

Αυτά  γ ε ν ι κ ά είναι έξι ειδών : τα παράξενα ,τα χαριτωμένα , τα κορυφή , τα πάτος , τα πάνω  , τα κάτω . Στο σχηματισμό όμως των νουκλεονίων συμμετέχουν μόνο δύο, τα πάνω(u) και τα κάτω(d).

Αρκετά όμως  με τον πυρήνα, ο οποίος φυσικά είναι θετικά φορτισμένος. . Για να βγούμε έξω από αυτόν και να ψάξουμε για κάτι άλλο .

Κοιτάμε από εδώ ,κοιτάμε από εκεί , τίποτα . Ας κοιτάξουμε λίγο πιο προσεκτικά !

Εύρηκα ,εύρηκα ! Να , 2  μικρές  μπαλίτσες ( στο άτομο του ηλίου είναι 2 ).  Αυτές είναι όσα είναι και τα πρωτόνια !

Είναι  λ ε π τ ό ν ι α , και συγκεκριμένα  ηλεκτρόνια e τα οποία έχουν 1 αρνητικό στοιχειώδες ηλ.φορτίο και απειροελάχιστη μάζα. Τι τρέχει με αυτά ;

Αυτά περιφέρονται σε συγκεκριμένες αποστάσεις γύρω από τον πυρήνα . Τα συναντάμε μάλιστα σε συγκεκριμένες σφαιρικές επιφάνειες-φλοιούς , τις στιβάδες . Οι στιβάδες  που μπορούν να έχουν τα άτομα είναι  7 στην συνήθη ( θεμελιώδη ) κατάστασή τους .

 

Από κάτω βλέπεις πως παριστάνουν το ίδιο άτομο, το άτομο άνθρακα με 6 p, 6n στον πυρήνα του και 6e σε 2 στοιβάδες του:

 

 

 

 

 

 

 

# Στα υγρά ,τα δομικά σωματίδια είναι λιγότερο κινητικά και γλιστρούν το καθένα γύρω από τα γειτονικά του – γι αυτό     τα υγρά έχουν σταθερό όγκο και μεταβλητό σχήμα . Στα στερεά , τα δομικά σωματίδια είναι σχεδόν ακίνητα και απλά πάλλονται – γι αυτό τα στερεά έχουν και σταθερό όγκο και σταθερό σχήμα .

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Σε αρκετά στοιχεία συναντάμε <<αδελφά>> άτομα που διαφέρουν στα νετρόνια και επομένως και στον μαζικό αριθμό και στην μάζα. Αυτά τα λέμε ισότοπα . Έτσι άλλα άτομα ηλίου έχουν 1 και άλλα 2 νετρόνια .  Άλλα πάλι άτομα υδρογόνου δεν έχουν νετρόνια (πρώτια) , άλλα όμως έχουν 1 (δευτέρια) και άλλα 2 νετρόνια (τρίτια) . Τα ισότοπα έχουν ίδιο Ζ και διαφορετικό Α.
Να σκεφτείτε ενώ θεωρούμε ότι υπάρχουν 118 είδη ατόμων, τα είδη των ισοτόπων είναι περισσότερα από 3000!!

Εδώ βλέπεις τα 3 ισότοπα του υδρογόνου – το πρώτιο, το δευτέριο και το τρίτιο:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα ( το συνολικό θετικό ηλεκτρικό φορτίο των πρωτονίων είναι ίδιο με το συνολικό αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων - τα νετρόνια δεν έχουν ηλ. φορτίο ) .  Τα άτομα είναι σχεδόν  κενά-κούφια , αόρατα , άχρωμα , άγευστα , άοσμα, άτμητα .

Τα άτομα είναι οι δομικοί λίθοι των στοιχείων. Ένα στοιχείο αποτελείται από όμοια άτομα.