Atom

Atom jest zbudowany z jądra znajdującego się w centrum, i obiegających go wokół elektronów.

To podstawowy składnik materii. Małe, dodatnio naładowane jądro o dużej gęstości, otacza chmura elektronowa o ujemnym ładunku elektrycznym.

Po raz pierwszy takiej nazwy, która w języku greckim oznacza niepodzielny, użył grecki myśliciel i podróżnik Demokryt z Abdery już 400 lat p.n.e.

To on właśnie (zwany atomistą) uważał, że istnieje kres podziału materii, kończy się ona na najmniejszych, dalej już niepodzielnych cząstkach.

Duże znaczenie do poznania istoty atomu miały prace Johna Daltona, który w roku 1803 wysnuł hipotezę, że każdy pierwiastek składa się z różnych typów atomów.

On również wprowadził pojęcie ciężaru atomowego (masy atomowej).

W 1904 roku, Joseph John Thomson założył, że każdy atom jest zbudowany z jednorodnej kuli naładowanej dodatnio, wewnątrz której znajdują się ujemnie naładowane elektrony. Jego model "ciasta z rodzynkami" został obalony w eksperymencie ze złotą folią, przeprowadzonym przez Ernesta Rutherforda w roku 1907.

Powstała wówczas hipoteza, że większość masy atomowej skoncentrowana jest w zawierającym protony małym jądrze, wokół którego z dużą prędkością krążą elektrony. Tak w 1911 roku powstał współczesny model budowy atomu, według którego atom posiada masywny ładunek dodatni ograniczony do mikroskopijnego obszaru w jego środku, podczas gdy elektrony krążą wokół tego ładunku w odległej chmurze, a ilość elektronów jest równa ilości ładunków dodatnich.


W 1913 roku, duński fizyk Niels Bohr opierając się na teoriach Rutherforda opublikował pracę, w której opisał swój model budowy atomu wodoru. Zaproponował w niej, że elektron porusza się po klasycznej orbicie kołowej z których tylko niektóre są dozwolone. Ponadto, kiedy elektron znajduje się na jednej z tych dozwolonych orbit, nie promieniuje energii, natomiast promieniuje tą energię podczas przechodzenia z jednej orbity na drugą.
W 1926 roku Erwin Schrodinger opublikował serię artykułów, które pozwoliły na jeszcze bardziej dogłębne poznanie budowy i własności atomu.

Atom to układ elementarnych cząstek. Każdy pojedynczy atom posiada jądro składające się z protonów o dodatnim ładunku elektrycznym i (za wyjątkiem wodoru), neutronów (obojętnych elektrycznie) - które odkrył w roku 1932 James Chadwick, oraz elektronów (o ujemnym ładunku elektrycznym) krążących z ogromną prędkością dookoła jądra.

W każdym atomie budującym dany pierwiastek, jest taka sama liczbę protonów i neutronów, nie ma więc ani ładunku dodatniego, ani ujemnego. Ponieważ masa elektronu jest prawie dwa tysiące razy mniejsza od masy protonu (neutron ma masę prawie równą masie protonu), to o masie atomowej praktycznie decydują tylko protony i neutrony. O własnościach chemicznych atomów decyduje liczba elektronów w ich zewnętrznej warstwie. Z kolei strukturę elektronową atomu określa ładunek jądra, równy sumarycznemu ładunkowi protonów w jądrze. Liczba protonów w jądrze jest równa liczbie porządkowej pierwiastka w okresowym układzie pierwiastków chemicznych Mendelejewa.

Atom jest tak mały, że musi być powiększony ogromną ilość razy, aby można było go zobaczyć. Samo jądro atomowe jest mniejsze od samego atomu około 100 tysięcy razy. Pierwsze zdjęcie pojedynczego atomu wykonano w roku 1970 za pomocą mikroskopu elektronowego.

Jak mały jest atom - wystarczy sobie uzmysłowić, że maleńka cząsteczka kurzu, którą z ledwością człowiek może zaobserwować, zawiera około 1000 milionów milionów (lub milion miliardów) atomów. Gdyby z kolei atom miał wielkość łebka gwoździa, to ludzka ręka była by tak wielka, że z łatwością mogłaby trzymać kulę ziemską.