10 Ενδιαφέροντα Ατομικά Γεγονότα

Τα άτομα συχνά θεωρούνται τα δομικά στοιχεία της ύλης επειδή είναι οι μικρότερες μονάδες χημικών στοιχείων. Αυτά τα 10 γεγονότα ατόμων καλύπτουν βασικές πληροφορίες για τα άτομα καθώς και μερικά διασκεδαστικά γεγονότα.

1. Η λέξη άτομο προέρχεται από την ελληνική λέξη atomos , που σημαίνει «αδιαίρετο» ή «άκοπο». Ο Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος επινόησε τον όρο τον 5ο αιώνα π.Χ. Ο Δημόκριτος πίστευε ότι τα άτομα ήταν μονάδες ύλης που δεν μπορούσαν να κοπούν σε μικρότερα κομμάτια. Τα άτομα έγιναν οι θεμελιώδεις μονάδες της ύλης και τα δομικά στοιχεία των στοιχείων. Τελικά, οι επιστήμονες έμαθαν για τα υποατομικά σωματίδια. Ενώ καμία χημική διεργασία δεν μπορεί να διαιρέσει ένα άτομο, η πυρηνική σχάση και η διάσπαση μπορούν να το σπάσουν σε μικρότερες μονάδες.
   
   
2. Τα άτομα αποτελούνται από πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Τα πρωτόνια έχουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Τα νετρόνια δεν έχουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο. Τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο ίσο αλλά αντίθετο με αυτό των πρωτονίων. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν περίπου την ίδια μάζα μεταξύ τους και σχηματίζουν τον ατομικό πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια είναι πολύ μικρότερα από τα πρωτόνια ή τα νετρόνια και περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα.
   
   
3. Ο αριθμός των πρωτονίων σε ένα άτομο καθορίζει ποιο στοιχείο είναι. Για παράδειγμα, όλα τα άτομα με 1 πρωτόνιο είναι υδρογόνο, ενώ όλα τα άτομα με 5 πρωτόνια είναι βόριο. Τα περισσότερα άτομα έχουν επίσης ηλεκτρόνια και νετρόνια, αλλά η πιο κοινή μορφή υδρογόνου δεν έχει νετρόνια και συχνά χάνει το ηλεκτρόνιό του! Τα άτομα ενός στοιχείου που έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων ονομάζονται ισότοπα. Η αλλαγή του αριθμού των ηλεκτρονίων σχηματίζει διαφορετικά ιόντα. Η ύλη μπορεί να αποτελείται από έναν τύπο ατόμου (καθαρό στοιχείο) ή τα άτομα μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς μεταξύ τους για να δημιουργήσουν ενώσεις.
   
   
4. Προς το παρόν, υπάρχουν 118 διαφορετικά άτομα. Αυτά αντιστοιχούν στα 118 στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Περίπου 92 από αυτά τα στοιχεία υπάρχουν στη φύση, ενώ τα υπόλοιπα κατασκευάζονται σε εργαστήρια. Το πρώτο συνθετικό άτομο ήταν το τεχνήτιο, το οποίο έχει 43 πρωτόνια. Στο μέλλον, νέα άτομα μπορεί να δημιουργηθούν με την προσθήκη πρωτονίων σε υπάρχοντα άτομα. Αυτά τα άτομα θα είναι ραδιενεργά και γρήγορα θα διασπαστούν ή θα διασπαστούν σε μικρότερα, πιο σταθερά στοιχεία.
   
   
5. Η ύλη μπορεί να φαίνεται σταθερή, αλλά είναι ως επί το πλείστον κενός χώρος! Αυτό συμβαίνει επειδή το μεγαλύτερο μέρος του όγκου ενός ατόμου είναι κενό. Ο ατομικός πυρήνας είναι πολύ πυκνός και αντιπροσωπεύει σχεδόν όλη τη μάζα ενός ατόμου. Χρειάζονται 1.836 ηλεκτρόνια για να ισούται με τη μάζα ενός μοναδικού πρωτονίου, επομένως τα ηλεκτρόνια δεν προσθέτουν μεγάλη μάζα. Τα ηλεκτρόνια περιφέρονται τόσο μακριά από τον πυρήνα που το άτομο είναι 99,9% χώρο. Για να το θέσουμε σε προοπτική, αν ο ατομικός πυρήνας είχε το μέγεθος ενός μπιζελιού, το άτομο θα είχε το μέγεθος μιας αθλητικής αρένας.
   
   
6. Τα άτομα είναι πολύ μικρά. Δεν μπορούν να φανούν με συνηθισμένα μικροσκόπια, αν και η μικροσκοπία ατομικής δύναμης μπορεί να τα οπτικοποιήσει. Η ακτίνα του μέσου ατόμου κυμαίνεται από 30 πικόμετρα έως 300 πικόμετρα, όπου ένα πικόμετρο είναι ένα τρισεκατομμυριοστό του μέτρου. Η ακτίνα του μέσου ατόμου είναι μικρότερη από το 1/1000ο του μήκους κύματος του ορατού φωτός. Το μεγαλύτερο άτομο είναι το καίσιο. Είναι περίπου εννέα φορές μεγαλύτερο από το μικρότερο άτομο, που είναι το ήλιο.
   
   
7. Τρεις δυνάμεις συγκρατούν τα άτομα:η ηλεκτρική έλξη, η ισχυρή δύναμη και η ασθενής δύναμη. Η ηλεκτρική έλξη προκαλεί την έλξη αρνητικών ηλεκτρονίων και θετικών πρωτονίων μεταξύ τους. Επίσης κάνει τα ηλεκτρόνια να απωθούνται μεταξύ τους και τα πρωτόνια να απωθούνται μεταξύ τους. Παρόλο που τα πρωτόνια απωθούν το ένα το άλλο, οι ισχυρές και οι αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις τα συνδέουν μεταξύ τους και με τα νετρόνια. Η ισχυρή δύναμη είναι 1.038 φορές πιο ισχυρή από τη βαρύτητα, αλλά δρα μόνο όταν τα σωματίδια είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο.
   
   
8. Ενώ κανένα χημικό μέσο δεν μπορεί να διαιρέσει ένα άτομο, αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια από τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια. Αποτελούνται από υποατομικά σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ και λεπτόνια. Ένα ηλεκτρόνιο είναι ένας τύπος λεπτονίου. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται το καθένα από τρία κουάρκ.
   
   
9. Ο πιο άφθονος τύπος ατόμου είναι το σύμπαν είναι το άτομο υδρογόνου. Περίπου το 74% όλων των ατόμων στον γαλαξία του Γαλαξία είναι άτομα υδρογόνου.
   
   
10. Το ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου 7 δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια άτομα. Παρόλο που πρόκειται για τεράστιο αριθμό, περίπου το 98% αυτών των ατόμων αντικαθίστανται κάθε χρόνο!

Αναφορές

• Kenny, Anthony (2004). Αρχαία Φιλοσοφία. Μια Νέα Ιστορία της Δυτικής Φιλοσοφίας . 1. Οξφόρδη, Αγγλία:Oxford University Press. σελ. 26–28. ISBN 978-0-19-875273-8.
• Lewis, Gilbert N. (1916). «Το άτομο και το μόριο». Journal of the American Chemical Society . 38 (4):762–786. doi:10.1021/ja02261a002
• Padilla, Michael J.; Μιαούλης, Ιωάννης; Cyr, Martha (2002). Prentice Hall Science Explorer:Chemical Building Blocks . Upper Saddle River, New Jersey:Prentice-Hall, Inc. ISBN 978-0-13-054091-1.
• Pullman, Bernard (1998). Το άτομο στην ιστορία της ανθρώπινης σκέψης . Οξφόρδη, Αγγλία:Oxford University Press. σελ. 31–33. ISBN 978-0-19-515040-7.
• Pyle, Andrew (2010). «Άτομα και Ατομισμός». Στο Grafton, Anthony; Οι περισσότεροι, Glenn W.; Settis, Salvatore (επιμ.). Η Κλασική Παράδοση . Cambridge, Massachusetts and London:The Belknap Press of Harvard University Press. ISBN 978-0-674-03572-0.