Nama "atom" diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai "tidak dapat dibagi". Segala sesuatu di sekitar kita - padat, cair, dan udara - terbentuk dari miliaran partikel ini.
Tampilan versi tentang atom
Atom pertama kali dikenal pada abad ke-5 SM, ketika filsuf Yunani Democritus menyatakan bahwa materi terdiri dari partikel-partikel kecil yang bergerak. Tetapi kemudian tidak mungkin untuk memeriksa versi keberadaan mereka. Dan meskipun tidak ada yang bisa melihat partikel-partikel ini, gagasan itu didiskusikan, karena satu-satunya cara para ilmuwan dapat menjelaskan proses yang terjadi di dunia nyata. Oleh karena itu, mereka percaya akan keberadaan mikropartikel jauh sebelum mereka dapat membuktikan fakta ini.
Hanya di abad ke-19. mereka mulai dianalisis sebagai konstituen terkecil dari unsur kimia, yang memiliki sifat spesifik atom - kemampuan untuk masuk ke dalam senyawa dengan orang lain dalam jumlah yang ditentukan secara ketat. Pada awal abad ke-20, diyakini bahwa atom adalah partikel terkecil dari materi, sampai terbukti bahwa mereka terdiri dari unit yang lebih kecil.
Terbuat dari apakah unsur kimia?
Atom dari unsur kimia adalah penyusun materi mikroskopis. Berat molekul atom telah menjadi ciri khas mikropartikel ini. Hanya penemuan hukum periodik Mendeleev yang membuktikan bahwa jenisnya adalah berbagai bentuk dari satu materi. Mereka sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat menggunakan mikroskop biasa, hanya perangkat elektronik yang paling kuat. Sebagai perbandingan, sehelai rambut di tangan manusia jutaan kali lebih lebar.
Struktur elektronik atom memiliki inti, yang terdiri dari neutron dan proton, serta elektron, yang membuat revolusi di sekitar pusat dalam orbit konstan, seperti planet di sekitar bintangnya. Semuanya disatukan oleh gaya elektromagnetik, salah satu dari empat gaya utama di alam semesta. Neutron adalah partikel dengan muatan netral, proton diberkahi dengan muatan positif, dan elektron dengan muatan negatif. Yang terakhir ini tertarik pada proton yang bermuatan positif, sehingga mereka cenderung untuk tetap berada di orbit.
Struktur atom
Di bagian tengah terdapat nukleus yang mengisi bagian minimal dari seluruh atom. Tetapi penelitian menunjukkan bahwa hampir seluruh massa (99,9%) terletak di dalamnya. Setiap atom mengandung proton, neutron, elektron. Jumlah elektron yang berputar di dalamnya sama dengan muatan pusat positif. Partikel dengan muatan inti Z yang sama, tetapi massa atom A yang berbeda dan jumlah neutron dalam inti N disebut isotop, dan dengan A yang sama serta Z dan N yang berbeda disebut isobar. Elektron adalah partikel terkecil dari materi dengan negatifmuatan listrik e=1,6 10-19 coulomb. Muatan ion menentukan jumlah elektron yang hilang atau diperoleh. Proses metamorfosis atom netral menjadi ion bermuatan disebut ionisasi.
Versi baru model atom
Fisikawan telah menemukan banyak partikel elementer lainnya hingga saat ini. Struktur elektronik atom memiliki versi baru.
Dipercayai bahwa proton dan neutron, betapapun kecilnya, terdiri dari partikel terkecil yang disebut quark. Mereka merupakan model baru untuk konstruksi atom. Sebagaimana para ilmuwan biasa mengumpulkan bukti keberadaan model sebelumnya, hari ini mereka mencoba membuktikan keberadaan quark.
RTM adalah perangkat masa depan
Ilmuwan modern dapat melihat partikel atom dari suatu zat pada monitor komputer, serta memindahkannya ke permukaan menggunakan alat khusus yang disebut scanning tunneling microscope (RTM).
Ini adalah alat terkomputerisasi dengan ujung yang bergerak sangat lembut di dekat permukaan material. Saat ujung bergerak, elektron bergerak melalui celah antara ujung dan permukaan. Meskipun bahannya terlihat sangat halus, sebenarnya tidak merata pada tingkat atom. Komputer membuat peta permukaan materi, membuat gambar partikelnya, dan dengan demikian para ilmuwan dapat melihat sifat-sifat atom.
Partikel radioaktif
Ion bermuatan negatif mengelilingi inti pada jarak yang cukup jauh. Struktur atom sedemikian rupa sehingga utuhbenar-benar netral dan tidak memiliki muatan listrik karena semua partikelnya (proton, neutron, elektron) seimbang.
Atom radioaktif adalah unsur yang dapat dengan mudah dipecah. Pusatnya terdiri dari banyak proton dan neutron. Satu-satunya pengecualian adalah diagram atom hidrogen, yang memiliki satu proton tunggal. Inti dikelilingi oleh awan elektron, itu adalah daya tarik mereka yang membuat mereka berputar di sekitar pusat. Proton dengan muatan yang sama saling tolak.
Ini bukan masalah bagi sebagian besar partikel kecil yang memiliki beberapa partikel. Tetapi beberapa di antaranya tidak stabil, terutama yang besar seperti uranium, yang memiliki 92 proton. Terkadang pusatnya tidak dapat menahan beban seperti itu. Disebut radioaktif karena memancarkan beberapa partikel dari intinya. Setelah inti yang tidak stabil menyingkirkan proton, proton yang tersisa membentuk anak baru. Itu bisa stabil tergantung pada jumlah proton dalam inti baru, atau bisa membelah lebih jauh. Proses ini berlanjut sampai inti anak yang stabil tetap ada.
Sifat atom
Sifat fisika dan kimia suatu atom secara alami berubah dari satu unsur ke unsur lainnya. Mereka didefinisikan oleh parameter utama berikut.
Massa atom. Karena tempat utama mikropartikel ditempati oleh proton dan neutron, jumlah mereka menentukan jumlah, yang dinyatakan dalam satuan massa atom (sma) Rumus: A=Z + N.
jari-jari atom. Jari-jari tergantung pada lokasi elemen dalam sistem Mendeleev, kimiaikatan, jumlah atom tetangga dan aksi mekanika kuantum. Jari-jari inti seratus ribu kali lebih kecil dari jari-jari elemen itu sendiri. Struktur atom dapat kehilangan elektron dan menjadi ion positif, atau menambahkan elektron menjadi ion negatif.
Dalam sistem periodik Mendeleev, setiap unsur kimia menempati tempatnya. Dalam tabel, ukuran atom bertambah saat Anda bergerak dari atas ke bawah dan mengecil saat Anda bergerak dari kiri ke kanan. Dari sini, unsur terkecil adalah helium dan yang terbesar adalah cesium.
valensi. Kulit elektron terluar dari sebuah atom disebut kulit valensi, dan elektron di dalamnya telah menerima nama yang sesuai - elektron valensi. Jumlah mereka menentukan bagaimana sebuah atom terhubung dengan yang lain melalui ikatan kimia. Dengan metode pembuatan mikropartikel terakhir, mereka mencoba mengisi kulit valensi terluarnya.
Gravitasi, gaya tarik menarik adalah gaya yang membuat planet-planet tetap pada orbitnya, karena benda yang dilepaskan dari tangan jatuh ke lantai. Seseorang lebih memperhatikan gravitasi, tetapi aksi elektromagnetiknya berkali-kali lebih kuat. Gaya yang menarik (atau menolak) partikel bermuatan dalam atom adalah 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kali lebih kuat daripada gravitasi di dalamnya. Tetapi ada gaya yang lebih kuat di pusat nukleus yang dapat menahan proton dan neutron bersama-sama.
Reaksi di inti menghasilkan energi seperti di reaktor nuklir di mana atom terbelah. Semakin berat suatu unsur, semakin banyak partikel penyusun atomnya. Jika kita menjumlahkan jumlah proton dan neutron dalam suatu unsur, kita akan mengetahuinyamassa. Misalnya, Uranium, unsur terberat yang ditemukan di alam, memiliki massa atom 235 atau 238.
Membagi atom menjadi beberapa tingkatan
Tingkat energi atom adalah ukuran ruang di sekitar nukleus, tempat elektron bergerak. Ada 7 orbital total, sesuai dengan jumlah periode dalam tabel periodik. Semakin jauh letak elektron dari nukleus, semakin besar cadangan energi yang dimilikinya. Nomor periode menunjukkan jumlah orbital atom di sekitar nukleusnya. Misalnya, Kalium adalah unsur periode ke-4, yang berarti memiliki 4 tingkat energi atom. Jumlah unsur kimia sesuai dengan muatannya dan jumlah elektron di sekitar inti.
Atom adalah sumber energi
Mungkin rumus ilmiah paling terkenal ditemukan oleh fisikawan Jerman Einstein. Dia mengklaim bahwa massa tidak lain adalah bentuk energi. Berdasarkan teori ini, adalah mungkin untuk mengubah materi menjadi energi dan menghitung dengan rumus berapa banyak yang dapat diperoleh. Hasil praktis pertama dari transformasi ini adalah bom atom, yang pertama kali diuji di gurun Los Alamos (AS), dan kemudian meledak di kota-kota Jepang. Dan meskipun hanya sepertujuh dari bahan peledak yang berubah menjadi energi, kekuatan penghancur bom atom itu mengerikan.
Agar inti melepaskan energinya, ia harus runtuh. Untuk membaginya, perlu untuk bertindak dengan neutron dari luar. Kemudian nukleus pecah menjadi dua yang lain, yang lebih ringan, sambil memberikan pelepasan energi yang sangat besar. Peluruhan menyebabkan pelepasan neutron lainnya,dan mereka terus membelah inti lainnya. Prosesnya berubah menjadi reaksi berantai, menghasilkan energi yang sangat besar.
Pro dan kontra menggunakan reaksi nuklir di zaman kita
Gaya penghancur, yang dilepaskan selama transformasi materi, umat manusia mencoba menjinakkan pembangkit listrik tenaga nuklir. Di sini, reaksi nuklir tidak berlangsung dalam bentuk ledakan, tetapi sebagai pelepasan panas secara bertahap.
Produksi energi atom memiliki pro dan kontra. Menurut para ilmuwan, untuk mempertahankan peradaban kita pada tingkat yang tinggi, perlu menggunakan sumber energi yang sangat besar ini. Tetapi juga harus diperhitungkan bahwa bahkan perkembangan paling modern pun tidak dapat menjamin keselamatan penuh pembangkit listrik tenaga nuklir. Selain itu, limbah radioaktif yang dihasilkan selama produksi energi, jika disimpan dengan tidak benar, dapat mempengaruhi keturunan kita selama puluhan ribu tahun.
Setelah kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl, semakin banyak orang menganggap produksi energi nuklir sangat berbahaya bagi kemanusiaan. Satu-satunya pembangkit listrik yang aman dari jenis ini adalah Matahari dengan energi nuklirnya yang sangat besar. Para ilmuwan sedang mengembangkan semua jenis model sel surya, dan mungkin dalam waktu dekat, umat manusia akan dapat menyediakan energi atom yang aman untuk dirinya sendiri.
