Struttura atomica degli elementi

Il trucco di un elemento è determinato dalla sua struttura atomica. La disposizione di protoni, neutroni ed elettroni all'interno di un atomo determina come interagisce con altri atomi, che modella i fondamenti della chimica.

Che cos'è un atomo?

Gli atomi sono costituiti principalmente da spazio vuoto. Proprio nel centro di un atomo è un ciuffo di particelle, chiamata nucleo. Il nucleo è costituito da particelle chiamate protoni e neutroni. Nei dintorni delle particelle più piccole di orbita del nucleo, chiamate elettroni.

Protoni

Protoni sono una delle due particelle che costituiscono il nucleo di un atomo. Contiene il numero di protoni all'atomo corrisponde con il suo "numero atomico", utilizzato per identificare i singoli elementi. Ad esempio, tutti gli atomi di idrogeno contengono un protone e contengono tutti gli atomi di oro 79 protoni.

Tutti i protoni trasportano una carica elettrica positiva. Perché le cose con la stessa carica elettrica solitamente respingono a vicenda, ci si potrebbe chiedere come un mucchio di protoni positivamente caricati possa rimanere bloccato insieme al centro di un atomo. Si scopre che una forza più forte, conosciuta come la "forza nucleare", è al lavoro nel centro di atomi, mantenendo tutti i protoni attaccati insieme.

Neutroni

I neutroni sono il secondo tipo di particella trovato nel nucleo di un atomo. Sono un po' più pesanti di protoni, ma non trasportano alcuna carica elettrica. Mentre la maggior parte degli atomi hanno all'incirca lo stesso numero di neutroni protoni, a differenza con i protoni, il numero di neutroni in un atomo non è fisso. Infatti, gli atomi in un singolo elemento possono hanno un diverso numero di neutroni e quindi pesano diverse quantità. Ad esempio, gli atomi di carbonio (che hanno sei protoni) sono stati osservati con minor come due neutroni e ben sedici anni.

Un atomo con un numero di neutroni significativamente diversi dal numero di protoni può diventare instabile. Atomi instabili alla fine abbattere, producendo radiazione. Maggiore è la differenza del numero di protoni e neutroni, il più instabile l'atomo. Ad esempio, un atomo di carbonio con due neutroni dura solo una piccola frazione di secondo.

Elettroni

Gli elettroni sono minuscole particelle che orbitano attorno al nucleo di un atomo. Mentre non hanno praticamente alcun peso, portano una carica elettrica negativa che è uguale nella forza per i protoni positivamente caricati. Il numero di elettroni che orbitano attorno un nucleo è normalmente lo stesso numero di protoni nel nucleo, causando tutte le cariche elettriche in un atomo per annullare. A volte, tuttavia, il numero di elettroni può aumentare o cadere, producendo un atomo con una carica totale positiva o negativa. Questi caricati gli atomi sono chiamati ioni e sono molto importanti nelle reazioni chimiche più.

Mentre gli elettroni sono di solito in orbita nella foto al centro di un atomo come lune in orbita di un pianeta che non è effettivamente come funzionano. Invece, gli elettroni formano i cosiddetti orbitali, occupare aree che raramente assomigliano a un'orbita circolare bella. Questi orbitali sono suddivisi in livelli denominati gusci elettronici, ogni strato che tiene un certo numero di elettroni (per esempio, il primo strato può contenere due, il secondo strato può contenere sei, il terzo strato può contenere dieci, ecc.).

Come gli atomi interagiscono

Il numero di elettroni nel guscio più esterno di un atomo determina come l'elemento interagisce con se stessa e altri elementi. Quando c'è spazio vuoto nella shell di elettrone più esterno di un atomo, l'atomo può condividere gli elettroni con altri atomi, causando loro di bastone insieme e molecole di forma. Dipendendo dalla loro proprietà, gli atomi possono formare diversi tipi di obbligazioni con a vicenda che variano a seconda della forza del legame.