הסבר קצר על אטומים

ממה עשוי אטום?

אטומים מורכבים מפרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. פרוטון הוא חלקיק תת-אטומי טעון חיובי עם מסה גדולה כמעט פי 2000 מאלקטרון. מספר הפרוטונים קובע את יסוד האטום. מספר הנייטרונים קובע גם את היסוד, אך במידה פחותה. אלקטרונים הם חלקיקים בעלי מטען שלילי שהם קלים מאוד. לאטומים שונים יש מספר שונה של אלקטרונים, מה שקובע את מספר הקשרים הכימיים שיכולים להיווצר. אטום מורכב בעיקר מחלל. האלקטרונים נמצאים בחלל אך לא בנקודה מסוימת. הפרוטונים והנייטרונים ארוזים בחלל בנקודה מסוימת, כמעט נוגעים זה בזה. מאמינים שהפרוטונים והנייטרונים ארוזים יחד כל כך חזק עד שלעולם לא ניתן להפריד אותם.

דוגמאות לאטומים

הדוגמה הראשונה לאטום היא מימן, שהוא 1 פרוטון ו-1 אלקטרון. הדוגמה השנייה לאטום היא הליום, שהוא 2 פרוטונים, 2 נויטרונים ו-2 אלקטרונים. מימן והליום הם שניהם דוגמאות ליסודות מונוטומיים או חד-אטומים. מימן והליום הם גם דוגמאות ליסודות הנחשבים "קלים" מכיוון שהאטומים שלהם קטנים מאוד ושוקלים מעט מאוד. הדוגמה השלישית לאטום היא פחמן, שהוא 6 פרוטונים, 6 נויטרונים ו-6 אלקטרונים. פחמן הוא דוגמה ליסוד פוליאטומי, או ריבוי אטומים. יסוד פוליאטומי גדול וכבד יותר מיסוד מונוטומי. גרפיט הוא דוגמה ליסוד פוליאטומי, מכיוון שהוא מכיל אטומי פחמן רבים. הדוגמה הרביעית של אטום היא חמצן, שהוא 8 פרוטונים, 8 נויטרונים ו-8 אלקטרונים.

סוגי אטומים

כל היסודות מורכבים מאטומים, למרות שישנם רק כ-100 יסודות טבעיים. מבחינה טכנית, ניתן לתאר אטום כפרוטון או כיון. פרוטון הוא חלקיק המהווה חלק מגרעין האטום ובעל מטען חיובי. אלקטרון הוא חלקיק שהוא חלק מענן האלקטרונים ובעל מטען שלילי. מספר הפרוטונים באטום קובע את היסוד. מספר האלקטרונים קובע כמה קשרים כימיים אותו אטום יכול ליצור. מימן, הליום וליתיום הם דוגמאות ליסודות מונוטומיים, בעוד שפחמן, חנקן וזהב הם דוגמאות ליסודות פוליאטומיים.

אטום בוהר

אטום בוהר הוא אחד הדגמים הנפוצים ביותר של האטום. מודל זה נוצר על ידי הפיזיקאי הדני נילס בוהר. באטום בוהר, אלקטרונים מסתובבים סביב הגרעין כמו כוכבי לכת מסביב לשמש. באטום זה, אלקטרונים במעטפת החיצונית של האטום נמצאים במצב האנרגיה הנמוך ביותר שלהם. אלקטרונים במעטפת הפנימית של האטום נמצאים במצבי אנרגיה גבוהים יותר. כאשר אטום צובר או מאבד אנרגיה, האלקטרונים קופצים בין מצבי האנרגיה השונים. כאשר אלקטרונים קופצים למצבי אנרגיה נמוכים יותר, האטום פולט אנרגיה. כאשר אלקטרונים קופצים למצבי אנרגיה גבוהים יותר, האטום סופג אנרגיה.

האטום של רתרפורד

אטום רתרפורד הוא מודל נוסף לאטום. מודל זה נוצר על ידי הפיזיקאי הבריטי ארנסט רתרפורד. רתרפורד גילה שרוב מסת האטום ממוקמת בגרעין, ולכן מודל זה ידוע גם בשם המודל הגרעיני. במודל זה, האלקטרונים מפוזרים סביב הגרעין כמו ענן. כאשר החלל מתמלא באלקטרונים, הוא מתואר כמלא. כאשר אטום צובר או מאבד אלקטרונים, הוא מתואר כהופך לריק. במודל זה, אלקטרונים מפוזרים באופן שווה בכל האטום. רתרפורד גילה שהמטען על האטום מרוכז בגרעין.

אטום הליום

אטום הליום הוא האטום הפשוט ביותר שקיים. הוא מורכב מ-2 פרוטונים, 2 נויטרונים ו-2 אלקטרונים. אטום ההליום משמש כמודל לאטומים אחרים. הליום הוא יסוד מונוטומי ומהווה מודל טוב ליסודות מונטומיים אחרים מכיוון שהוא פשוט מאוד. מימן, יסוד מונוטומי נוסף, משמש גם כמודל. מימן הוא מודל טוב ליסודות מונוטומיים אחרים מכיוון שיש לו אלקטרון אחד, מה שמקל על ההבנה.

סיכום

אטומים הם היחידה הקטנה ביותר האפשרית של יסוד כימי. אטומים הם החלק הקטן ביותר של היסוד שעדיין יש לו את כל התכונות של אותו יסוד. אטום הוא בעצם אותו דבר כמו מולקולה או יון אבל בקנה מידה קטן יותר. בעוד מולקולות מורכבות משני אטומים או יותר הקשורים זה לזה, יון הוא פשוט אטום שצבר או איבד אלקטרונים. אטום בוהר ואטום רתרפורד הם שני מודלים לאטום. אטום ההליום הוא הפשוט ביותר. אטומים הם אבני הבניין הבסיסיות של כל החומר. לפיכך, הבנת האטומים חיונית להבנת היקום וכל הדברים שבו.