Атам

Ілюстрацыя атама гелю, на якім намалявана ядро (ружовы колер) і разьмеркаваньне электроннага воблака (чорны колер). Ядро (у правым верхнім куце) гелю-4 у рэчаіснасьці сфэрычнае і сымэтрычнае і вельмі нагадвае воблака электронаў, хаця для больш складаных ядраў гэта не заўсёды так.

А́там (па-старажытнагрэцку: ἄτομος — «непадзельны») — маленечкая часьцінка рэчыва, найменшая часьцінка хімічнага элемэнту, што захоўвае ягоныя ўласьцівасьці. Атам складаецца з дробнага, але масіўнага ядра, якое нясе дадатны электрычны зарад і шмат лягчэйшых электронаў, якія маюць адмоўны электрычны зарад і ўтвараюць вакол ядра электронныя абалонкі. Памеры атама нашмат большыя за памер ядра і вызначаюцца памерамі электронных абалонак. Ядро складаецца з аднаго або некалькіх пратонаў і шэрагу нэўтронаў. Толькі найбольш распаўсюджаны ў Сусьвеце элемэнт вадарод ня мае нэўтронаў. Пратоны і нэўтроны называюцца нуклёнамі. Больш за 99,94% масы атама знаходзіцца ў ядры. Нэўтроны ня маюць электрычнага зараду. Калі колькасьць пратонаў і электронаў роўная, то атам ёсьць электрычна нэўтральным. Парадак лінейных памераў атаму — 0,1 нм.

Фізычныя і хімічныя ўласьцівасьці атаму вызначаюцца ягонай будовай, якая апісваецца квантавымі законамі. Электроны атаму прыцягваюць пратоны ў атамным ядры электрамагнітнай сілай. Пратоны і нэўтроны ў ядры прыцягваюцца адзін да аднаго ядзернай сілай. Звычайна гэтая сіла мацнейшая за электрамагнітную сілу, якая адштурхвае дадатна зараджаныя пратоны адзін ад аднаго. Пры пэўных абставінах электрамагнітная сіла, становіцца мацнейшай за ядзерную сілу. У гэтым выпадку ядро ​​разбураецца і пакідае пасьля сябе розныя элемэнты.

У залежнасьці ад кантэксту, кажучы пра атам маюць на ўвазе як электранэўтральныя атамы, гэтак і іёны згаданага хімічнага элемэнту, або гавораць пра атам каб адрозьніць нэўтральную часьцінку рэчыва ад іёну, які мае электрычны зарад. Колькасьць пратонаў у ядры, званая атамным нумарам, вызначае, да якога хімічнага элемэнту належыць атам. Напрыклад, кожны атам медзі зьмяшчае 29 пратонаў. Колькасьць нэўтронаў вызначае ізатоп элемэнту. Атам можа далучацца да аднаго або некалькіх іншых атамаў з дапамогай хімічных сувязей, утвараючы хімічныя злучэньні, як то малекулы або крышталі. Здольнасьць атамаў аб’ядноўвацца і адшчапляцца ёсьць адным з чыньнікаў большасьці фізычных зьменаў, якія назіраюцца ў прыродзе. Хімія ёсьць дысцыплінай, якая вывучае гэтыя змены.

Уласьцівасьці атаму

Субатамныя часьцінкі

Нягледзячы на тое, што першапачаткова слова «атам» мела значэньне часьцінкі, якая не падзяляецца на больш дробныя часткі, згодна зь сёньняшнімі навуковымі тэорыямі ён складаецца з больш дробных часьцінак, якія маюць назву субатамныя часьцінкі. Атам складаецца з электронаў, пратонаў ды нэўтронаў. Самы распаўсюджаны ізатоп вадароду ¹H складаецца толькі з электрона ды пратону.

Электрон зьяўляецца самай лёгкай з часьцінак, якія складаюць атам. Ён мае масу 9,11·10⁻³¹ кг, адмоўны электрычны зарад і памеры настолькі малыя, што іх немагчыма вызначыць сродкамі сучаснай фізыкі. Адпаведна лічыцца, што электрон не складаецца з драбнейшых часьцінак. Пратоны ў 1836 разоў цяжэйшыя за электрон (1,6726·10⁻²⁷ кг) і маюць дадатны электрычны зарад, што прымушае электроны прыцягвацца да пратонаў электрамагнітнымі сіламі. Нэўтроны ня маюць электрычнага зараду і ў 1839 разоў цяжэйшыя за электрон (1,6929·10⁻²⁷ кг). Памеры нэўтронаў ды пратонаў блізкія, каля 2,5·10⁻¹⁵ м.

Маса ядра меншая за суму масаў ягоных складнікаў. Гэты факт мае назву «дэфэкт масаў».

У стандартнай мадэлі элемэнтарных часьцінак пратоны ды нэўтроны складаюцца з элемэнтарных часьцінак, якія завуцца кваркамі. Пратон складаецца з двух u-кваркаў ды аднаго d-кварка, нэўтрон — з адного u-кварка ды двух d-кваркаў. З-за гэтага ў пратону ды нэўтрону розныя масы і адрозьненьне ў наяўнасьці зараду.

Электроны ў атаме

Электроны прыцягваюцца да атамнага ядра. Кожны электрон характарызуецца энэргіяй сувязі, якая вызначаецца адлегласьцю паміж ядром ды электронам. Гэтыя адлегласьці адпавядаюць атамным арбіталям.

Вонкавыя спасылкі

• Погляд унутар атому. American Institute of Physics (анг.).
• Што такое атам? Live Science (анг.).
• Як выглядае атам? University of Karlsruhe (анг.).