ÁTOMO(do grego atomos - indivisível), a menor partícula de uma substância química. elemento, seu sv. Cada químico. um elemento corresponde a um conjunto de certos átomos. Ao se ligarem entre si, átomos de um ou de diferentes elementos formam partículas mais complexas, por exemplo. . Todas as variedades de chem. in-in (sólido, líquido e gasoso) devido à decomposição. combinações de átomos. Os átomos podem existir livremente. estado (em , ). Ilhas sagradas do átomo, incluindo as mais importantes para a capacidade do átomo de formar uma substância química. Comm., são determinados pelas características de sua estrutura.
Características gerais da estrutura do átomo. Um átomo consiste em um núcleo carregado positivamente cercado por uma nuvem de carregados negativamente. As dimensões de um átomo como um todo são determinadas pelas dimensões de sua nuvem de elétrons e são grandes em comparação com as dimensões do _núcleo de um átomo (as dimensões lineares de um átomo são ~ 10 ~ 8 cm, seus núcleos são ~ 10 "-10" 13 cm). A nuvem de elétrons do átomo não tem limites estritamente definidos, então o tamanho do átomo significa. os graus são condicionais e dependem de como são determinados (ver). O núcleo de um átomo consiste em Z e N mantidos por forças nucleares (ver). Positivo carga e negativo. carga são iguais em abs. o valor e são iguais a e = 1,60 * 10 -19 C; não tem eletricidade. carregar. Carga nuclear +Ze - principal. característica de um átomo que determina sua pertença a uma determinada substância química. elemento. elemento no periódico sistema de Mendeleev () é igual ao número no núcleo.
Em um átomo eletricamente neutro, o número na nuvem é igual ao número no núcleo. No entanto, sob certas condições, pode perder ou anexar, transformando resp. em posição. ou negar. , por exemplo. Li +, Li 2+ ou O -, O 2-. Falando de átomos de um determinado elemento, eles significam tanto átomos neutros quanto este elemento.
A massa de um átomo é determinada pela massa de seu núcleo; a massa (9,109 * 10 -28 g) é aproximadamente 1840 vezes menor que a massa ou ( 1,67 * 10 -24 g), portanto a contribuição para a massa do átomo é insignificante. O número total e A \u003d Z + N chamado. . e a carga do núcleo são indicadas respectivamente. sobrescrito e subscrito à esquerda do símbolo do elemento, por exemplo 23 11 Na. O tipo de átomos de um elemento com um certo valor N chamado. . Átomos do mesmo elemento com o mesmo Z e diferentes N são chamados. este elemento. A diferença nas massas tem pouco efeito em sua química. e físico St. wah. Na maioria das médias, as diferenças () são observadas devido ao grande relativo. diferenças nas massas de um átomo comum (), D e T. valores exatos as massas dos átomos são determinadas por métodos.
O estado estacionário de um átomo de um elétron é exclusivamente caracterizado por quatro números quânticos: n, l, m l e m s . A energia de um átomo depende apenas de n, e um nível com um dado n corresponde a um número de estados que diferem nos valores l, m l , m s . Estados com n e l dados são geralmente denotados como 1s, 2s, 2p, 3s, etc., onde os números indicam os valores de l, e as letras s, p, d, f e mais em latim correspondem aos valores q = 0, 1, 2 , 3, ... Número de diff. estados com n e q dados é 2(2l + 1) o número de combinações de valores m l e m s . O número total de dez. estados com n dado é , ou seja, níveis com valores n = 1, 2, 3, ... correspondem a 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . O nível, ao qual corresponde apenas um (uma função de onda), chamado. não degenerado. Se o nível corresponder a dois ou mais, é chamado. degenerado (ver). No átomo, os níveis de energia são degenerados em termos de l e m l ; a degeneração em m s ocorre apenas aproximadamente, se a interação não for levada em consideração. ímã de rotação. torque com magnético campo devido ao movimento orbital em eletricidade. campo do kernel (consulte). Isto - efeito relativístico, pequeno em comparação com a interação de Coulomb, mas é fundamentalmente significativo, porque leva a adicionais divisão de níveis de energia, que se manifesta na forma do chamado. boa estrutura.
Dados n, l e m l, o quadrado do módulo da função de onda determina a distribuição média da nuvem de elétrons no átomo. Dif. os átomos diferem significativamente uns dos outros na distribuição (Fig. 2). Assim, para l = 0 (s-states) é diferente de zero no centro do átomo e não depende da direção (isto é, é esfericamente simétrico), para outros estados é igual a zero no centro do átomo e depende da direção. 
Arroz. 2. A forma das nuvens eletrônicas para diferentes estados do átomo.
Em átomos multielétrons devido à eletrostática mútua. repulsão reduz significativamente a sua ligação com o núcleo. Por exemplo, a energia de separação de He + é 54,4 eV, em um átomo neutro de He é muito menor - 24,6 eV. Para átomos mais pesados, a ligação é externa. com o núcleo é ainda mais fraco. Um papel importante em átomos de muitos elétrons é desempenhado pela especificidade. , associado à indistinguibilidade, e ao fato de obedecerem, segundo Krom, em cada um caracterizado por quatro números quânticos, não podendo haver mais de um. Para um átomo multielétron, faz sentido falar apenas do átomo inteiro como um todo. No entanto, aproximadamente, no chamado. aproximação de um elétron, pode-se considerar separar e caracterizar cada estado de um elétron (um certo orbital, descrito pela função correspondente) por um conjunto de quatro números quânticos n, l, m l e m s. O conjunto 2(2l + 1) em um estado com n e l dados forma uma camada eletrônica (também chamada de subnível, subcamada); se todos esses estados estiverem ocupados, o shell é chamado. preenchido (fechado). Um conjunto de 2p 2 estados com o mesmo n mas diferentes l forma uma camada eletrônica (também chamada de nível, uma casca). Para n = 1, 2, 3, 4, ... as camadas são indicadas pelos símbolos K, L, M, N, ... O número em cascas e camadas quando completamente preenchidas é dado na tabela: 
Entre estados estacionários em um átomo são possíveis. Ao passar de mais alto nível energia E i para um menor E k o átomo emite energia (E i - E k), durante a transição reversa ele a recebe. Durante as transições radiativas, um átomo emite ou absorve um quantum de eletroímã. radiação (fóton). Possível e quando o átomo dá ou recebe energia na interação. com outras partículas, com as quais colide (por exemplo, em) ou está conectado a longo prazo (em. As propriedades químicas são determinadas pela estrutura das camadas externas de elétrons dos átomos, nas quais eles estão relativamente fracamente conectados (energias de ligação de vários eV até várias dezenas de eV). A estrutura das camadas externas dos átomos dos elementos químicos de um grupo (ou subgrupo) de um sistema periódico é semelhante, o que causa a semelhança das propriedades químicas desses elementos. Com um aumento no número em um invólucro de enchimento, sua energia de ligação, como regra, , aumenta, tem a maior energia de ligação em um invólucro fechado. Portanto, átomos com um ou mais em um invólucro externo parcialmente preenchido os abandonam em soluções químicas. invólucros, geralmente aceitá-los. Átomos com camadas externas fechadas, com condições normais não entre em chem. distritos.
A estrutura interna conchas de átomos, to-rykh estão conectados muito mais fortemente (energia de ligação 10 2 -10 4 eV), aparece apenas quando a interação. átomos com partículas rápidas e fótons de alta energia. Tais interações determinar a natureza dos espectros de raios-X e a dispersão de partículas ( , ) por átomos (ver ). A massa de um átomo determina tal sua física. St-va, como um impulso, cinético. energia. Do magn mecânico e relacionado. e elétrico momentos do núcleo de um átomo dependem de algum físico sutil. efeitos (depende da frequência da radiação, que determina a dependência do índice de refração da substância associada ao átomo sobre ele. A estreita relação entre as propriedades ópticas do átomo e suas propriedades elétricas é especialmente pronunciada nos espectros ópticos.
===
Usar literatura para o artigo "ÁTOMO": Karapetyants M. Kh., Drakin S.I., Structure, 3rd ed., M., 1978; E. V. Schloeki, Atomic Physics, 7ª ed., vol. 1-2, M., 1984. M. A. Elyashevich.
Página "ÁTOMO" preparado a partir de materiais.
Desde a antiguidade até meados do século XVIII, a ciência foi dominada pela ideia de que o átomo é uma partícula de matéria que não pode ser dividida. O cientista inglês, assim como o naturalista D. Dalton, definiu o átomo como o menor componente Elemento químico. M. V. Lomonosov em sua teoria atômica e molecular foi capaz de definir o átomo e a molécula. Ele tinha certeza de que as moléculas, que ele chamava de "corpúsculos", são formadas por "elementos" - átomos - e estão em constante movimento.
D. I. Mendeleev acreditava que esta subunidade de substâncias que compõem o mundo material retém todas as suas propriedades somente se não for submetida à separação. Neste artigo, definiremos o átomo como um objeto do micromundo e estudaremos suas propriedades.
No século 19, a afirmação sobre a indivisibilidade do átomo era considerada geralmente aceita. A maioria dos cientistas acreditava que as partículas de um elemento químico em nenhuma circunstância poderiam se transformar em átomos de outro elemento. Essas ideias serviram de base para a definição do átomo até 1932. No final do século XIX, foram feitas descobertas fundamentais na ciência que mudaram essa visão. Em primeiro lugar, em 1897, o físico inglês J. J. Thomson descobriu o elétron. Esse fato mudou radicalmente as ideias dos cientistas sobre a indivisibilidade da parte constituinte de um elemento químico.
Mesmo antes, os cientistas concordaram unanimemente que os átomos não têm cargas. Então descobriu-se que os elétrons são facilmente liberados de qualquer elemento químico. Eles podem ser encontrados em uma chama, são portadores de corrente elétrica, são liberados por substâncias durante os raios X.
Mas se os elétrons fazem parte de todos os átomos, sem exceção, e são carregados negativamente, ainda existem algumas partículas no átomo que necessariamente têm carga positiva, caso contrário, os átomos não seriam eletricamente neutros. Para ajudar a desvendar a estrutura do átomo ajudou este fenômeno físico como a radioatividade. Deu a definição correta do átomo na física e depois na química.
O físico francês A. Becquerel foi o primeiro a descrever o fenômeno da emissão por átomos de certos elementos químicos, raios visualmente invisíveis. Eles ionizam o ar, atravessam substâncias, causam o escurecimento das chapas fotográficas. Mais tarde, os Curie descobriram que substancias radioativas são convertidos em átomos de outros elementos químicos (por exemplo, urânio - em neptúnio).
A radiação radioativa é heterogênea em composição: partículas alfa, partículas beta, raios gama. Assim, o fenômeno da radioatividade confirmou que as partículas dos elementos da tabela periódica possuem uma estrutura complexa. Este fato foi o motivo das mudanças feitas na definição do átomo. De que partículas consiste um átomo, dados os novos fatos científicos obtidos por Rutherford? A resposta a essa pergunta foi o modelo nuclear do átomo proposto pelo cientista, segundo o qual os elétrons giram em torno de um núcleo carregado positivamente.
A teoria do cientista, apesar de seu caráter marcante, não poderia definir objetivamente o átomo. Suas conclusões foram contra as leis fundamentais da termodinâmica, segundo as quais todos os elétrons que giram em torno do núcleo perdem sua energia e, seja como for, mais cedo ou mais tarde devem cair nele. O átomo é destruído neste caso. Na verdade, isso não acontece, pois os elementos químicos e as partículas que os compõem existem na natureza há muito tempo. Tal definição de átomo, baseada na teoria de Rutherford, é inexplicável, assim como o fenômeno que ocorre quando substâncias simples e quentes passam por uma grade de difração. Afinal, os espectros atômicos resultantes têm uma forma linear. Isso estava em conflito com o modelo atômico de Rutherford, segundo o qual os espectros deveriam ser contínuos. De acordo com os conceitos da mecânica quântica, os elétrons no núcleo são atualmente caracterizados não como objetos pontuais, mas como tendo a forma de uma nuvem de elétrons.
Sua maior densidade está em um determinado locus do espaço ao redor do núcleo e é considerada a localização da partícula em este momento Tempo. Verificou-se também que os elétrons no átomo estão dispostos em camadas. O número de camadas pode ser determinado conhecendo o número do período em que o elemento está localizado em sistema periódico D. I. Mendeleev. Por exemplo, um átomo de fósforo contém 15 elétrons e tem 3 níveis de energia. O indicador que determina o número de níveis de energia é chamado de número quântico principal.
Foi estabelecido experimentalmente que os elétrons do nível de energia mais próximo do núcleo têm a energia mais baixa. Cada camada de energia é dividida em subníveis e eles, por sua vez, em orbitais. Elétrons localizados em diferentes orbitais têm uma forma de nuvem igual (s, p, d, f).
Com base no exposto, segue-se que a forma da nuvem de elétrons não pode ser arbitrária. É estritamente definido de acordo com o orbital. Também acrescentamos que o estado de um elétron em uma macropartícula é determinado por mais dois valores - números quânticos magnéticos e de spin. A primeira é baseada na equação de Schrödinger e caracteriza a orientação espacial da nuvem de elétrons com base na tridimensionalidade do nosso mundo. O segundo indicador é o número de spin, é usado para determinar a rotação de um elétron em torno de seu eixo no sentido horário ou anti-horário.
Graças ao trabalho de D. Chadwick, realizado por ele em 1932, uma nova definição do átomo foi dada na química e na física. Em seus experimentos, o cientista comprovou que durante a quebra do polônio ocorre a radiação, causada por partículas sem carga, com massa de 1,008665. A nova partícula elementar foi chamada de nêutron. Sua descoberta e estudo de suas propriedades permitiram aos cientistas soviéticos V. Gapon e D. Ivanenko criar uma nova teoria da estrutura do núcleo atômico contendo prótons e nêutrons.
Segundo a nova teoria, a definição de átomo de matéria era a seguinte: é uma unidade estrutural de um elemento químico, constituída por um núcleo contendo prótons e nêutrons e elétrons movendo-se ao seu redor. O número de partículas positivas no núcleo é sempre igual ao número ordinal do elemento químico no sistema periódico.
Mais tarde, o professor A. Zhdanov confirmou em seus experimentos que, sob a influência da forte radiação cósmica, os núcleos atômicos se dividem em prótons e nêutrons. Além disso, provou-se que as forças que mantêm essas partículas elementares no núcleo são extremamente intensivas em energia. Eles operam a distâncias muito curtas (da ordem de 10 -23 cm) e são chamados de nucleares. Como mencionado anteriormente, até mesmo M. V. Lomonosov foi capaz de definir o átomo e a molécula com base nos fatos científicos que ele conhecia.
Atualmente, o seguinte modelo é considerado geralmente aceito: um átomo consiste em um núcleo e elétrons movendo-se ao seu redor ao longo de trajetórias estritamente definidas - orbitais. Os elétrons exibem simultaneamente as propriedades de partículas e ondas, ou seja, eles têm uma natureza dual. Quase toda a sua massa está concentrada no núcleo de um átomo. Consiste em prótons e nêutrons ligados por forças nucleares.
Acontece que todo átomo tem massa. Por exemplo, para o hidrogênio, é 1,67x10 -24 G. É até difícil imaginar o quão pequeno é esse valor. Para encontrar o peso de tal objeto, eles não usam balanças, mas um oscilador, que é um nanotubo de carbono. Para calcular o peso de um átomo e uma molécula, um valor mais conveniente é a massa relativa. Mostra quantas vezes o peso de uma molécula ou átomo é maior que 1/12 de um átomo de carbono, que é 1,66x10 -27 kg. As massas atômicas relativas são dadas no sistema periódico de elementos químicos e não têm dimensões.
Os cientistas estão bem cientes de que a massa atômica de um elemento químico é valor médio números de massa de todos os seus isótopos. Acontece que, na natureza, as unidades de um elemento químico podem ter massas diferentes. Nesse caso, as cargas dos núcleos dessas partículas estruturais são as mesmas.
Os cientistas descobriram que os isótopos diferem no número de nêutrons no núcleo e a carga de seus núcleos é a mesma. Por exemplo, um átomo de cloro com massa de 35 contém 18 nêutrons e 17 prótons e com massa de 37 - 20 nêutrons e 17 prótons. Muitos elementos químicos são misturas de isótopos. Por exemplo, substâncias simples como potássio, argônio e oxigênio contêm em sua composição átomos que representam 3 isótopos diferentes.
Tem várias interpretações. Considere o que significa esse termo em química. Se os átomos de qualquer elemento químico são capazes de existir separadamente pelo menos por um curto período de tempo, sem se esforçar para formar uma partícula mais complexa - uma molécula, eles dizem que essas substâncias têm uma estrutura atômica. Por exemplo, uma reação de cloração de metano em vários estágios. É amplamente utilizado na química da síntese orgânica para obter os derivados contendo halogênio mais importantes: diclorometano, tetracloreto de carbono. Ele divide as moléculas de cloro em átomos altamente reativos. Eles quebram as ligações sigma na molécula de metano, proporcionando uma reação em cadeia de substituição.
Outro exemplo de processo químico de grande importância industrial é o uso do peróxido de hidrogênio como desinfetante e alvejante. A determinação do oxigênio atômico, como produto da quebra do peróxido de hidrogênio, ocorre tanto em células vivas (sob a ação da enzima catalase) quanto em condições de laboratório. qualitativamente determinado por suas altas propriedades antioxidantes, bem como pela capacidade de destruir agentes patogênicos: bactérias, fungos e seus esporos.
Já descobrimos anteriormente que a unidade estrutural de um elemento químico tem uma estrutura complexa. Os elétrons giram em torno de um núcleo carregado positivamente. O ganhador do Prêmio Nobel Niels Bohr, com base na teoria quântica da luz, criou seu ensinamento, no qual as características e a definição de um átomo são as seguintes: os elétrons se movem ao redor do núcleo apenas ao longo de certas trajetórias estacionárias, enquanto não irradiam energia. A doutrina de Bohr provou que as partículas do micromundo, que incluem átomos e moléculas, não obedecem às leis válidas para corpos grandes- objetos macrocósmicos.
A estrutura das camadas eletrônicas das macropartículas foi estudada nos trabalhos de física quântica por cientistas como Hund, Pauli, Klechkovsky. Assim, ficou conhecido que os elétrons fazem movimentos rotacionais ao redor do núcleo não aleatoriamente, mas ao longo de certas trajetórias estacionárias. Pauli descobriu que dentro de um nível de energia em cada um de seus orbitais s, p, d, f em células eletrônicas não pode haver mais do que duas partículas carregadas negativamente com spins opostos + ½ e - ½.
A regra de Hund explicou como os orbitais com o mesmo nível de energia são corretamente preenchidos com elétrons.
A regra de Klechkovsky, também chamada de regra n + l, explicava como os orbitais de átomos multieletrônicos (elementos de 5, 6, 7 períodos) são preenchidos. Todos os padrões acima serviram como justificativa teórica para o sistema de elementos químicos criado por Dmitri Mendeleev.
É um conceito fundamental em química e caracteriza o estado de um átomo em uma molécula. A definição moderna do estado de oxidação dos átomos é a seguinte: é a carga condicional de um átomo em uma molécula, que é calculada com base na noção de que a molécula tem apenas uma composição iônica.
O estado de oxidação pode ser expresso como um número inteiro ou fracionário, com valores positivos, negativos ou zero. Na maioria das vezes, os átomos de elementos químicos têm vários estados de oxidação. Por exemplo, o nitrogênio tem -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Mas um elemento químico como o flúor, em todos os seus compostos, possui apenas um estado de oxidação, igual a -1. Se for representado por uma substância simples, seu estado de oxidação é zero. Esta quantidade química é conveniente de usar para a classificação de substâncias e para descrever suas propriedades. Na maioria das vezes, o estado de oxidação de um átomo é usado em química ao compilar equações para reações redox.
Graças às descobertas da física quântica, a definição moderna do átomo, baseada na teoria de D. Ivanenko e E. Gapon, é complementada pelo seguinte fatos científicos. A estrutura do núcleo de um átomo não muda durante as reações químicas. Apenas orbitais de elétrons estacionários estão sujeitos a mudanças. Sua estrutura pode explicar muitas propriedades físicas e químicas das substâncias. Se um elétron sai de uma órbita estacionária e vai para uma órbita com um índice de energia mais alto, esse átomo é chamado de excitado.
Deve-se notar que os elétrons não podem muito tempo estar em orbitais tão incomuns. Voltando à sua órbita estacionária, o elétron emite um quantum de energia. O estudo de tais características das unidades estruturais dos elementos químicos, como afinidade eletrônica, eletronegatividade, energia de ionização, permitiu aos cientistas não apenas definir o átomo como a partícula mais importante do micromundo, mas também explicar a capacidade dos átomos de se formarem. um estado molecular estável e energeticamente mais favorável da matéria, que é possível devido à criação Vários tipos ligação química estável: iônica, covalente-polar e apolar, doadora-aceitadora (como uma espécie de ligação covalente) e metálica. Este último determina os aspectos físicos e Propriedades quimicas todos os metais.
Foi estabelecido experimentalmente que o tamanho de um átomo pode variar. Tudo vai depender de qual molécula está incluída. Graças à análise de difração de raios X, é possível calcular a distância entre os átomos de um composto químico, bem como descobrir o raio da unidade estrutural do elemento. Conhecendo os padrões de variação dos raios dos átomos incluídos em um período ou grupo de elementos químicos, é possível prever suas propriedades físicas e químicas. Por exemplo, em períodos com aumento da carga do núcleo dos átomos, seus raios diminuem (“compressão do átomo”), de modo que as propriedades metálicas dos compostos enfraquecem e as não metálicas aumentam.
Assim, o conhecimento permite determinar com precisão as propriedades físicas e químicas de todos os elementos incluídos no sistema periódico de Mendeleev.
As substâncias são formadas por átomos. Átomo - uma partícula de matéria de tamanho e massa muito pequenos. Esta é a menor parte de um elemento químico, que é o portador de suas propriedades.
A palavra "átomo" vem do grego atorod - "indivisível", e essa partícula foi considerada como tal por muitos séculos. No entanto, já no início do século XX. a estrutura do átomo é conhecida.
Modelo simplificado de um átomo. Os prótons carregados positivamente são mostrados em vermelho, os nêutrons neutros em cinza e os elétrons carregados negativamente em azul.
Um átomo é formado por núcleo atômico e escudo do elétron. Cem anos atrás, acreditava-se que os elétrons giravam em torno do núcleo, como os planetas ao redor do sol. O átomo é muitas vezes representado desta forma para simplificar. De fato, é impossível determinar o ponto onde o elétron está localizado no momento. O elétron é carregado negativamente, enquanto o núcleo é carregado positivamente. O núcleo em si também é partículas elementares- prótons e nêutrons. Os prótons têm carga positiva, enquanto os nêutrons são eletricamente neutros. Normalmente um átomo é neutro. Isso é verdade quando o número de prótons no núcleo é igual ao número de elétrons. Se um átomo tem um ou mais elétrons extras em sua órbita externa, ele se transforma em um íon carregado negativamente (ânion). Se um átomo em sua órbita externa carece de um ou mais elétrons, ele se transforma em um íon carregado positivamente (cátion). Existem muitos desses íons em várias soluções.
Mais de 99% da massa de um átomo está concentrada no núcleo. Os elétrons representam uma fração muito pequena. A massa de um átomo é medida em unidades de massa atômica igual a 1/12 da massa de um átomo do isótopo de carbono estável 12C.
Existem átomos com o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons.
Esses átomos são chamados isótopos(variedades) do mesmo elemento. Existe apenas um dos átomos estáveis que não possui nenhum nêutron no núcleo, mas apenas um próton. Um elétron gira em torno do núcleo (mais precisamente, cria uma casca). Este é o hidrogênio leve, ou protium. Há também hidrogênio pesado - deutério. Possui duas partículas em seu núcleo, um próton e um nêutron. Há também hidrogênio superpesado - trítio. Tem três partículas em seu núcleo - um próton e dois nêutrons. Todos esses isótopos têm o mesmo elétron. A água formada pelo deutério é chamada de água pesada.
Os átomos formam ligações interatômicas e formam moléculas. As moléculas podem ser constituídas por um ou vários tipos de átomos.
Átomo de hidrogênio H, consistindo de um próton e um elétron
Átomo de hélio: seu núcleo consiste em dois prótons e dois nêutrons e é cercado por dois elétrons
O conceito de átomo como a menor partícula indivisível da matéria foi introduzido há mais de 2.000 anos por filósofos índia antiga e Grécia Antiga. O filósofo grego Demócrito disse: "Não há nada além de átomos, sempre se movendo em um vazio sem fim." Ele acreditava que as propriedades da matéria são determinadas pela forma, massa e outras propriedades do átomo. De acordo com Demócrito, o fogo queima porque os átomos do fogo são afiados, corpos sólidos tal porque seus átomos são ásperos e fortemente ligados uns aos outros. O filósofo Epicuro escreveu que isso não pode ser, porque os ganchos dos átomos se romperiam. Mas a descoberta da verdadeira estrutura do átomo ainda estava longe.
ÁTOMO, a menor partícula de uma substância que pode entrar em reações químicas. Cada substância tem seu próprio conjunto de átomos. Ao mesmo tempo, acreditava-se que o átomo é indivisível, no entanto, consiste em um NUCLEAR carregado positivamente, em torno do qual giram os elétrons carregados negativamente. O núcleo (cuja existência foi estabelecida em 1911 por Ernst RUTHERFORD) consiste em prótons e nêutrons densamente compactados. Ocupa apenas uma pequena parte do espaço dentro do átomo, porém, é responsável por quase toda a massa do átomo. Em 1913, Niels BOR sugeriu que os elétrons se movem em órbitas fixas. Desde então, as pesquisas em MECÂNICA QUÂNTICA levaram a uma nova compreensão das órbitas: de acordo com o PRINCÍPIO DA INCERTEZA de Heisenberg, a posição exata e o MOMENTO do movimento de uma partícula subatômica não podem ser conhecidos simultaneamente. O número de elétrons em um átomo e seu arranjo determinam as propriedades químicas do elemento. Quando um ou mais elétrons são adicionados ou retirados, um íon é criado.
A massa de um átomo depende do tamanho do núcleo. É responsável pela maior fração do peso de um átomo, já que os elétrons não pesam nada. Por exemplo, o átomo de urânio é o átomo natural mais pesado, com 146 nêutrons, 92 prótons e 92 elétrons. Por outro lado, o mais leve é o átomo de hidrogênio, que possui 1 próton e um elétron. No entanto, o átomo de urânio, embora 230 vezes mais pesado que o átomo de hidrogênio, é apenas três vezes maior em tamanho. O peso de um átomo é expresso em unidades de massa atômica e é denotado como u. Os átomos são compostos de partículas ainda menores chamadas partículas subatômicas (elementares). Os principais são prótons (carregados positivamente), nêutrons (eletricamente neutros) e >lsktrons (negativamente "carregados). Aglomerados de prounons e nêutrons formam um Núcleo no centro do átomo de todos os >msmstone (com exceção do hidrogênio, que tem apenas um próton) "Elétrons" girando! núcleos a alguma distância dele, proporcional a pa (medidas de um átomo. | (Se, por exemplo, o núcleo de um átomo de hélio fosse do tamanho de uma bola de tênis, então os elétrons estariam a uma distância de 6 km dele . Existem 112 tipos diferentes de átomos, tantos quantos os elementos da tabela periódica. Átomos de elementos diferem em número atômico e massa atômica. NUCLEAR DO ÁTOMO A massa de um átomo é principalmente devida ao núcleo relativamente denso. I (rotões e os nêutrons têm uma massa aproximadamente 1K4 () vezes maior que os elétrons. Como as corridas são carregadas positivamente, enquanto os nêutrons são neutros, o núcleo de um átomo é sempre carregado positivamente. Como cargas opostas se atraem, o núcleo mantém os elétrons em suas órbitas .Runs e nêutrons consistem em partículas ainda menores, quarks. para-para o fundo em um átomo determina sua ignorância química Hoshichis dos planetas do sistema solar, os neurônios giram em torno do núcleo aleatoriamente, oiMiiMi nem uma distância fixa do núcleo, ou seja, IVH "oSyulochki" superando a atração de um núcleo carregado positivamente. Em um átomo neutro, a carga positiva dos elétrons equilibra a carga positiva dos prótons no núcleo. Portanto, a remoção ou adição de um elétron no agomo leva ao aparecimento de um íon carregado. As camadas de elétrons estão localizadas a distâncias fixas do núcleo, dependendo de seu nível de energia. Cada casca é numerada, contando a partir do núcleo. Nunca há mais de sete camadas em um gomo, e cada uma delas pode conter apenas um certo número de elétrons. Se houver energia suficiente, o elétron pode pular de uma camada para outra, mais alta. Quando atinge a camada inferior novamente, emite radiação na forma de um fóton. Um elétron pertence a uma classe de partículas chamadas léptons, e sua antipartícula é chamada de pósitron.
REAÇÃO NUCLEAR EM CADEIA. No explosão nuclear, por exemplo, ayumnoi oombs, um nêutron atinge um núcleo de urânio 23b (ou seja, um núcleo com um número total de prótons e nêutrons igual a ? 35). Às: nom, o nêutron é absorvido e o urânio é criado. 236 É muito instável e se divide em dois núcleos menores, que libera uma enorme quantidade de energia e vários nêutrons. chamadas condições críticas (a quantidade de urânio-235 excede a massa crítica ), então o número de colisões de nêutrons será suficiente para que a reação se desenvolva na velocidade da luz, ou seja, ocorre uma reação em cadeia. NO Reator nuclear O calor liberado do processo EUM é usado para aquecer o vapor, que aciona um gerador de turbina que gera eletricidade.
Dicionário Enciclopédico Científico e Técnico.
sinônimos:átomo um átomo, e... dicionário ortográfico russo
- (do grego atomos, de parte negativa, e tomo, tomos departamento, segmento). Uma partícula indivisível infinitamente pequena, cuja totalidade compõe qualquer corpo físico. Dicionário de palavras estrangeiras incluídas na língua russa. Chudinov A.N., 1910. ATOM grego ... Dicionário de palavras estrangeiras da língua russa
átomo- um m. átomo m. 1. A menor partícula indivisível da matéria. Os átomos não podem ser eternos. Cantemir Sobre a natureza. Ampere acredita que cada partícula indivisível de matéria (átomo) contém uma quantidade inerente de eletricidade. DZ 1848 56 8 240. Que haja… … Dicionário histórico de galicismos da língua russa
- (do grego atomos - indivisível) as menores partículas constituintes da matéria que compõem tudo o que existe, inclusive a alma, formada a partir dos átomos mais finos (Leucipo, Demócrito, Epicuro). Os átomos são eternos, não surgem e não desaparecem, estando em constante ... ... Enciclopédia Filosófica
Átomo- Átomo ♦ Átomo Etimologicamente, um átomo é uma partícula indivisível, ou uma partícula sujeita apenas à divisão especulativa; elemento indivisível (átomos) da matéria. Demócrito e Epicuro entendem o átomo nesse sentido. Os cientistas modernos estão bem cientes de que isso é ... ... dicionário filosófico Sponville
- (do grego atomos indivisible) a menor partícula de um elemento químico que retém suas propriedades. No centro do átomo está um Núcleo carregado positivamente, no qual está concentrada quase toda a massa do átomo; os elétrons se movem, formando ... Grande Dicionário Enciclopédico
marido, grego indivisível; matéria nos limites extremos de sua divisibilidade, uma partícula invisível de poeira, da qual todos os corpos são supostamente compostos, toda substância, como se de grãos de areia. | Uma partícula de poeira imensurável, infinitamente pequena, uma quantidade insignificante. | Os químicos têm uma palavra ... ... Dicionário Explicativo de Dahl
Cm … Dicionário de sinônimos
ÁTOMO- (do grego atomos indivisível). A palavra A. é usada em Ciência moderna em diferentes sentidos. Na maioria dos casos, A. chama a quantidade limite de chem. elemento, a fragmentação posterior da trompa leva à perda da individualidade do elemento, ou seja, a um agudo ... ... Grande Enciclopédia Médica
átomo- átomo O átomo faz parte do discurso, como o menor portador dos poderes químicos do elemento químico cantante. Vіdomo estilos de espécies de átomos, sіlki de є elementos químicos e їх іzotopіv. Eletricamente neutro, composto de núcleos e elétrons. O raio de um átomo ... ... Dicionário Enciclopédico Girnichiy
Formando ligações uns com os outros, os átomos são combinados em moléculas e grandes sólidos.
A humanidade sabe da existência das menores partículas de matéria desde os tempos antigos, mas a confirmação da existência dos átomos foi recebida apenas no final do século XIX. Mas quase imediatamente ficou claro que os átomos, por sua vez, têm uma estrutura complexa que determina suas propriedades.
O conceito de átomo como a menor partícula indivisível da matéria foi proposto pela primeira vez pelos antigos filósofos gregos. Nos séculos 17 e 18, os químicos estabeleceram que substancias químicas entram em reações em certas proporções, que são expressas usando pequenos números. Além disso, identificaram certas substâncias simples, que chamaram de elementos químicos. Essas descobertas levaram a um renascimento da ideia de partículas indivisíveis. O desenvolvimento da termodinâmica e da física estatística mostrou que as propriedades térmicas dos corpos podem ser explicadas pelo movimento de tais partículas. No final, os tamanhos dos átomos foram determinados experimentalmente.
No final do século 19 e início do século 20, os físicos descobriram a primeira das partículas subatômicas, o elétron, e um pouco mais tarde o núcleo atômico, mostrando assim que o átomo não é indivisível. O desenvolvimento da mecânica quântica possibilitou explicar não apenas a estrutura dos átomos, mas também suas propriedades: espectros ópticos, a capacidade de entrar em reações e formar moléculas, ou seja,
Características gerais da estrutura do átomo
As ideias modernas sobre a estrutura do átomo são baseadas na mecânica quântica.
No nível popular, a estrutura do átomo pode ser descrita em termos do modelo de onda, que é baseado no modelo de Bohr, mas também leva em consideração informações adicionais sobre a mecânica quântica.
Para este modelo:
Os átomos consistem em partículas elementares (prótons, elétrons e nêutrons). A massa de um átomo está concentrada principalmente no núcleo, então a maior parte do volume está relativamente vazia. O núcleo é cercado por elétrons. O número de elétrons é igual ao número de prótons no núcleo, o número de prótons determina o número ordinal do elemento no sistema periódico. Em um átomo neutro, a carga negativa total dos elétrons é igual à carga positiva dos prótons. Átomos do mesmo elemento com quantidade diferente nêutrons são chamados de isótopos.
No centro de um átomo está um minúsculo núcleo carregado positivamente, composto de prótons e nêutrons.
O núcleo de um átomo é cerca de 10.000 vezes menor que o próprio átomo. Assim, se um átomo for ampliado para o tamanho do aeroporto de Borispol, o tamanho do núcleo será menor do que o tamanho de uma bola de tênis de mesa.
O núcleo é circundado por uma nuvem de elétrons, que ocupa a maior parte de seu volume. Em uma nuvem de elétrons, podem ser distinguidas camadas, para cada uma das quais existem vários orbitais possíveis. Os orbitais preenchidos são configuração eletronica características de cada elemento químico.
Cada orbital pode conter até dois elétrons, caracterizados por três números quânticos: básico, orbital e magnético.
Cada elétron em um orbital tem um valor único para o quarto número quântico: spin.
Orbitais são definidos por uma distribuição de probabilidade específica de onde exatamente um elétron pode ser encontrado. Exemplos de orbitais e suas designações são mostrados na figura à direita. O "limite" de um orbital é a distância na qual a probabilidade de um elétron estar fora dele é menor que 90%.
Cada camada pode conter não mais do que um número estritamente definido de elétrons. Por exemplo, a camada mais próxima do núcleo pode ter no máximo dois elétrons, a próxima - 8, a terceira do núcleo - 18 e assim por diante.
Quando os elétrons se juntam a um átomo, eles caem em um orbital de baixa energia. Apenas os elétrons da camada externa podem participar da formação de ligações interatômicas. Os átomos podem doar e ganhar elétrons, tornando-se íons carregados positivamente ou negativamente. As propriedades químicas de um elemento são determinadas pela facilidade com que o núcleo pode doar ou adquirir elétrons. Depende tanto do número de elétrons quanto do grau de preenchimento da camada externa.
tamanho do átomo
O tamanho de um átomo é uma quantidade difícil de medir, porque o núcleo central é cercado por uma nuvem de elétrons borrada. Para átomos que formam cristais sólidos, a distância entre os locais adjacentes da rede cristalina pode servir como um valor aproximado de seu tamanho. Para os átomos não se formam cristais, são utilizadas outras técnicas de avaliação, inclusive cálculos teóricos. Por exemplo, o tamanho de um átomo de hidrogênio é estimado em 1,2 × 10-10 m. Esse valor pode ser comparado com o tamanho de um próton (que é o núcleo de um átomo de hidrogênio): 0,87 × 10-15 m e certifique-se que o núcleo de um átomo de hidrogênio é 100.000 vezes menor que o próprio átomo. Átomos de outros elementos mantêm aproximadamente a mesma proporção. A razão para isso é que os elementos com um grande núcleo carregado positivamente atraem os elétrons com mais força.
Outra característica do tamanho de um átomo é o raio de van der Waals - a distância que outro átomo pode se aproximar de um determinado átomo. As distâncias interatômicas nas moléculas são caracterizadas pelo comprimento das ligações químicas ou pelo raio covalente.
Núcleo
A massa principal de um átomo está concentrada no núcleo, que consiste em núcleos: prótons e nêutrons, interligados pelas forças de interação nuclear.
O número de prótons no núcleo de um átomo determina seu número atômico e o elemento ao qual o átomo pertence. Por exemplo, os átomos de carbono contêm 6 prótons. Todos os átomos com um determinado número atômico têm as mesmas características físicas e exibem as mesmas propriedades químicas. Os elementos estão listados na tabela periódica em ordem crescente de número atômico.
O número total de prótons e nêutrons no átomo de um elemento determina sua massa atômica, uma vez que um próton e um nêutron têm uma massa de aproximadamente 1 amu. Os nêutrons em um núcleo não afetam a qual elemento um átomo pertence, mas um elemento químico pode ter átomos com o mesmo número de prótons e diferente número de nêutrons. Esses átomos têm o mesmo número atômico, mas diferentes massas atômicas e são chamados de isótopos do elemento. Ao escrever o nome de um isótopo, a massa atômica é escrita depois dele. Por exemplo, o isótopo carbono-14 contém 6 prótons e 8 nêutrons, para uma massa atômica total de 14. Outro método de notação popular é sobrescrever a massa atômica antes do símbolo do elemento. Por exemplo, o carbono-14 é referido como 14C.
A massa atômica de um elemento dado na tabela periódica é uma média das massas dos isótopos que ocorrem naturalmente. A média é realizada de acordo com a abundância do isótopo na natureza.
Com o aumento do número atômico, aumenta a carga positiva do núcleo e, conseqüentemente, a repulsão coulombiana entre os prótons. Mais e mais nêutrons são necessários para manter os prótons juntos. No entanto um grande número de nêutrons é instável, e esta circunstância impõe uma limitação na carga possível do núcleo e no número de elementos químicos que existem na natureza. Elementos químicos com alto número atômico têm um tempo de vida muito curto, só podem ser criados bombardeando os núcleos de elementos leves com íons e são observados apenas durante experimentos usando aceleradores. Em fevereiro de 2008, o ununócio é o elemento químico sintetizado mais pesado.
Muitos isótopos de elementos químicos são instáveis e decaem com o tempo. Este fenômeno é utilizado pelo teste de radioelementos para determinar a idade dos objetos e é de grande importância para a arqueologia e paleontologia.
modelo Bohr
O modelo de Bohr é o primeiro modelo físico capaz de descrever corretamente os espectros ópticos do átomo de hidrogênio. Após o desenvolvimento de métodos exatos da mecânica quântica, o modelo de Bohr tem apenas significado histórico, mas devido à sua simplicidade, ainda é amplamente ensinado e utilizado para uma compreensão qualitativa da estrutura do átomo.
O modelo de Bohr é baseado no modelo planetário de Rutherford, que descreve o átomo como um pequeno núcleo carregado positivamente com elétrons carregados negativamente em órbitas em Niveis diferentes, que se assemelha à estrutura sistema solar. Rutherford propôs um modelo planetário para explicar os resultados de seus experimentos sobre a dispersão de partículas alfa por uma folha de metal. De acordo com o modelo planetário, um átomo consiste em um núcleo pesado em torno do qual os elétrons giram. Mas o fato de os elétrons girando em torno do núcleo não caírem em espiral sobre ele era incompreensível para os físicos da época. De fato, de acordo com a teoria clássica do eletromagnetismo, um elétron que gira em torno do núcleo deve emitir ondas eletromagnéticas (luz), o que levaria a uma perda gradual de energia e cairia sobre o núcleo. Então, como pode um átomo existir? Além disso, o estudo do espectro eletromagnético dos átomos mostrou que os elétrons de um átomo só podem emitir luz de uma certa frequência.
Essas dificuldades foram superadas no modelo proposto por Niels Bohr em 1913, que postula que:
Os elétrons só podem estar em órbitas com energias quantizadas discretas. Ou seja, nem todas as órbitas são possíveis, mas apenas algumas específicas. Os valores exatos das energias das órbitas admissíveis dependem do átomo.
As leis da mecânica clássica não se aplicam quando os elétrons se movem de uma órbita permitida para outra.
Quando um elétron se move de uma órbita para outra, a diferença de energia é emitida (ou absorvida) por um único quantum de luz (fóton), cuja frequência está diretamente relacionada à diferença de energia entre as duas órbitas.
onde ν é a frequência do fóton, E é a diferença de energia e h é uma constante de proporcionalidade, também conhecida como constante de Planck.
Determine o que pode ser escrito
onde ω é a frequência angular do fóton.
As órbitas permitidas dependem dos valores quantizados do momento angular orbital L, descritos pela equação
onde n = 1,2,3,...
e é chamado de número quântico do momento angular.
Essas suposições permitiram explicar os resultados das então observações, por exemplo, por que o espectro consiste em linhas discretas. A suposição (4) afirma que o menor valor de n é 1. Assim, o menor raio atômico permitido é 0,526 Å (0,0529 nm = 5,28 10-11 m). Este valor é conhecido como o raio de Bohr.
O modelo de Bohr às vezes é referido como semiclássico porque, embora inclua algumas ideias da mecânica quântica, não é uma descrição mecânica quântica completa do átomo de hidrogênio. No entanto, o modelo de Bohr foi um passo significativo em direção a essa descrição.
Com uma descrição estrita da mecânica quântica do átomo de hidrogênio, os níveis de energia são encontrados a partir da solução equação estacionária Schrödinger. Esses níveis são caracterizados pelos três números quânticos mencionados acima, a fórmula para quantificar o momento angular é diferente, o número quântico do momento angular é zero para orbitais s esféricos, um para orbitais p em forma de halteres alongados, etc. (veja a foto acima).
A energia do átomo e sua quantização
Os valores de energia que um átomo pode ter são calculados e interpretados com base nas disposições da mecânica quântica. Isso leva em conta fatores como a interação eletrostática dos elétrons com o núcleo e os elétrons entre si, os spins dos elétrons, o princípio das partículas idênticas. Na mecânica quântica, o estado em que um átomo se encontra é descrito por uma função de onda, que pode ser encontrada a partir da solução da equação de Schrödinger. Existe um certo conjunto de estados, cada um dos quais tem um certo valor de energia. O estado de menor energia é chamado de estado fundamental. Outros estados são chamados excitados. Um átomo está em um estado excitado por um tempo finito, emitindo mais cedo ou mais tarde um quantum de um campo eletromagnético (fóton) e passando para o estado fundamental. Um átomo pode permanecer no estado fundamental por muito tempo. Para ser excitado, ele precisa de energia externa, que só pode vir de ambiente externo. Um átomo emite ou absorve luz apenas em certas frequências, correspondendo à diferença nas energias de seus estados.
Os estados possíveis de um átomo são indexados por números quânticos, como spin, número quântico do momento orbital, número quântico do momento total. Você pode ler mais sobre sua classificação no artigo termo eletrônico
Cascas eletrônicas de átomos complexos
Átomos complexos têm dezenas e, para elementos muito pesados, até centenas de elétrons. De acordo com o princípio das partículas idênticas, os estados eletrônicos dos átomos são formados por todos os elétrons, sendo impossível determinar onde cada um deles está localizado. No entanto, na chamada aproximação de um elétron, pode-se falar de certos estados de energia de elétrons individuais.
De acordo com essas ideias, existe um certo conjunto de orbitais que são preenchidos com os elétrons do átomo. Esses orbitais formam uma certa configuração eletrônica. Cada orbital pode conter no máximo dois elétrons (princípio de exclusão de Pauli). Os orbitais são agrupados em camadas, cada uma das quais pode ter apenas um certo número fixo de orbitais (1, 4, 10, etc.). Os orbitais são divididos em internos e externos. No estado fundamental de um átomo, as camadas internas são completamente preenchidas com elétrons.
Nos orbitais internos, os elétrons estão muito próximos do núcleo e estão fortemente ligados a ele. Para puxar um elétron para fora da órbita interna, você precisa fornecer muita energia, até vários milhares de elétron-volts. Um elétron na camada interna pode obter tal energia apenas absorvendo um quantum de raios-X. As energias das camadas internas dos átomos são individuais para cada elemento químico e, portanto, um átomo pode ser identificado pelo espectro de absorção de raios-X. Esta circunstância é usada na análise de raios-x.
Na camada externa, os elétrons estão longe do núcleo. São esses elétrons que estão envolvidos na formação de ligações químicas, então a camada externa é chamada de valência, e os elétrons da camada externa são chamados de elétrons de valência.
Transições quânticas no átomo
Transições entre diferentes estados de átomos são possíveis, causadas por uma perturbação externa, mais frequentemente por um campo eletromagnético. Devido à quantização dos estados atômicos, os espectros ópticos dos átomos consistem em linhas individuais se a energia de um quantum de luz não exceder a energia de ionização. Em frequências mais altas, os espectros ópticos dos átomos tornam-se contínuos. A probabilidade de excitação de um átomo pela luz diminui com um aumento adicional na frequência, mas aumenta acentuadamente em certas frequências características de cada elemento químico na faixa de raios-X.
Átomos excitados emitem quanta de luz com as mesmas frequências em que ocorre a absorção.
Transições entre diferentes estados de átomos também podem ser causadas por interações com partículas carregadas rapidamente.
Propriedades químicas e físicas do átomo
As propriedades químicas de um átomo são determinadas principalmente por elétrons de valência - elétrons na camada externa. O número de elétrons na camada externa determina a valência do átomo.
Os átomos da última coluna da tabela periódica dos elementos têm uma camada externa completamente preenchida e, para a transição de um elétron para a próxima camada, uma quantidade muito grande de energia deve ser fornecida ao átomo. Portanto, esses átomos são inertes, não propensos a entrar em reações químicas. Os gases inertes diluem-se e cristalizam-se apenas a temperaturas muito baixas.
Átomos da primeira coluna tabela periódica elementos têm um elétron na camada externa e são quimicamente ativos. Sua valência é 1. Um tipo característico de ligação química para esses átomos no estado cristalizado é uma ligação metálica.
Os átomos da segunda coluna da tabela periódica no estado fundamental têm 2 elétrons s na camada externa. Sua casca externa é preenchida, então eles devem ser inertes. Mas a transição do estado fundamental com a configuração da camada eletrônica s2 para o estado com a configuração s1p1 requer muito pouca energia, então esses átomos têm uma valência de 2, mas mostram menos atividade.
Os átomos da terceira coluna da tabela periódica dos elementos têm a configuração eletrônica s2p1 no estado fundamental. Eles podem mostrar diferentes valências: 1, 3, 5. A última possibilidade surge quando a camada eletrônica do átomo é completada para 8 elétrons e se fecha.
Átomos A quarta coluna da tabela periódica de elementos tem uma valência de 4 (por exemplo, dióxido de carbono CO2), embora também seja possível uma valência de 2 (por exemplo, monóxido de carbono CO). Antes desta coluna pertence o carbono - um elemento que forma uma grande variedade de compostos químicos. Uma seção especial de química é dedicada a compostos de carbono - química orgânica. Outros elementos desta coluna - silício, germânio em condições normais são semicondutores de estado sólido.
Os elementos da quinta coluna têm uma valência de 3 ou 5.
Os elementos da sexta coluna da tabela periódica no estado fundamental têm configuração s2p4 e spin comum 1. Portanto, são divalentes. Existe também a possibilidade de um átomo transitar para um estado excitado s2p3s" com spin 2, no qual a valência é 4 ou 6.
Os elementos da sétima coluna da tabela periódica carecem de um elétron na camada externa para preenchê-la. Eles são principalmente monovalentes. Porém, podem entrar em compostos químicos em estados excitados, apresentando valências de 3,5,7.
Os elementos de transição são caracterizados pelo preenchimento da camada s externa antes que a camada d seja completamente preenchida. Portanto, eles geralmente têm uma valência de 1 ou 2, mas em alguns casos um dos elétrons d está envolvido na formação de ligações químicas e a valência torna-se igual a três.
Quando os compostos químicos são formados, os orbitais atômicos são modificados, deformados e se tornam orbitais moleculares. Nesse caso, ocorre o processo de hibridização dos orbitais - a formação de novos orbitais, como uma soma específica dos orbitais de base.
História do conceito de átomo
Leia mais no artigo atomística
O conceito de átomo, como a própria palavra, é de origem grega antiga, embora a veracidade da hipótese da existência dos átomos tenha sido confirmada apenas no século XX. A ideia principal por trás desse conceito por todos os séculos foi a ideia do mundo como um conjunto de um grande número de elementos indivisíveis de estrutura muito simples e que existem desde o início dos tempos.
Os primeiros pregadores da doutrina atomística
O filósofo Leucipo foi o primeiro a pregar ensinamentos atomísticos no século V aC. Em seguida, o bastão foi apanhado por seu aluno Demócrito. Apenas fragmentos de suas obras sobreviveram, dos quais fica claro que eles procederam de um pequeno número de hipóteses físicas bastante abstratas:
"Doçura e amargura, calor e frio são o significado da definição, na verdade [apenas] átomos e vazio."
De acordo com Demócrito, toda a natureza consiste em átomos, as menores partículas de matéria que repousam ou se movem em um espaço completamente vazio. Todos os átomos têm uma forma simples e os átomos do mesmo tipo são idênticos; a variedade da natureza reflete a variedade de formas dos átomos e a variedade de maneiras pelas quais os átomos podem se interligar. Tanto Demócrito quanto Leucipo acreditavam que os átomos, tendo começado a se mover, continuam a se mover de acordo com as leis da natureza.
O mais difícil para os gregos antigos era a questão da realidade física dos conceitos básicos do atomismo. Em que sentido alguém poderia falar da realidade da vacuidade, se ela, não tendo matéria, não pode ter nada? propriedades físicas? As idéias de Leucipo e Demócrito não podiam servir de base satisfatória para a teoria da matéria no plano físico, pois não explicavam do que os átomos não são feitos, nem por que os átomos são indivisíveis.
Uma geração depois de Demócrito, Platão propôs sua solução para este problema: “as menores partículas não pertencem ao reino da matéria, mas ao reino da geometria; são várias figuras geométricas corporais delimitadas por triângulos planos.
O conceito de átomo na filosofia indiana
Mil anos depois, o raciocínio abstrato dos antigos gregos penetrou na Índia e foi adotado por algumas escolas de filosofia indiana. Mas se a filosofia ocidental acreditava que a teoria atomística deveria se tornar uma base concreta e objetiva para a teoria do mundo material, a filosofia indiana sempre percebeu o mundo material como uma ilusão. Quando o atomismo apareceu na Índia, ele assumiu a forma de uma teoria segundo a qual a realidade no mundo tem um processo, não uma substância, e que estamos presentes no mundo como elos de um processo, e não como coágulos de matéria.
Ou seja, tanto Platão quanto os filósofos indianos pensavam algo assim: se a natureza consiste em partes pequenas, mas de tamanho finito, então por que elas não podem ser divididas, pelo menos na imaginação, em ainda mais pequenas partículas que foram objecto de uma consideração mais aprofundada.
Teoria atomística na ciência romana
O poeta romano Lucrécio (96 - 55 aC) foi um dos poucos romanos que demonstrou interesse pela ciência pura. Em seu poema Sobre a Natureza das Coisas (De rerum natura), ele construiu em detalhes os fatos que testemunham a favor da teoria atomística. Por exemplo, um vento que sopra com muita força, embora ninguém possa vê-lo, provavelmente é composto de partículas, vazando para vê-las. Podemos sentir as coisas à distância pelo cheiro, som e calor que se espalham sem serem vistos.
Lucrécio conecta as propriedades das coisas com as propriedades de seus constituintes, ou seja, átomos: os átomos de um líquido são pequenos e redondos, razão pela qual o líquido flui tão facilmente e penetra através da matéria porosa, enquanto os átomos sólidos têm ganchos com os quais estão ligados uns aos outros. Da mesma forma, várias sensações gustativas e sons de intensidade diferente são compostos de átomos de formas apropriadas - do simples e harmonioso ao sinuoso e irregular.
Mas os ensinamentos de Lucrécio foram condenados pela igreja, pois ele deu uma interpretação bastante materialista deles: por exemplo, a ideia de que Deus, tendo lançado o mecanismo atômico uma vez, não interfere mais em seu trabalho, ou que a alma morre com o corpo.
As primeiras teorias sobre a estrutura do átomo
Uma das primeiras teorias sobre a estrutura do átomo, que já tem contornos modernos, foi descrita por Galileu (1564-1642). Segundo sua teoria, a matéria consiste em partículas que não estão em repouso, mas se movem em todas as direções sob a influência do calor; o calor nada mais é do que o movimento das partículas. A estrutura das partículas é complexa e, se você privar qualquer parte de sua casca material, a luz jorrará de dentro. Galileu foi o primeiro a apresentar, embora de forma fantástica, a estrutura do átomo.
Fundamentos Científicos
No século 19, John Dalton obteve evidências da existência de átomos, mas assumiu que eles eram indivisíveis. Ernest Rutherford mostrou experimentalmente que um átomo consiste em um núcleo cercado por partículas carregadas negativamente - elétrons.
