Scoala Discovery - Chimie - Atomii: Elementele fundamentale ale materie

Atomul este cea mai mică particulă ce caracterizează un element chimic, respectiv este cea mai mică particulă dintr-o substanță care prin procedee chimice obișnuite nu poate fi fragmentată în alte particule mai simple. Acesta constă într-un nor de electroni care înconjoară un nucleu atomic dens. Nucleul conține sarcini electrice încărcate pozitiv (protoni) și sarcini electrice neutre (neutroni), fiind înconjurat de norul electronic încărcat negativ. Când numărul electronilor și al protonilor este egal, atunci atomul este neutru din punct de vedere electric; dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci atomul devine un ion, care poate avea sarcină pozitivă sau negativă. Atomul este clasificat după numărul de protoni și neutroni: numărul protonilor determină numărul atomic (Z) și neutronii izotopii acelui element.

Noțiunea de atom la începuturi

Termenul de atom apare pentru prima dată către anul 450 î.e.n. Filozoful grec Leucip dezvoltă teoria conform căreia materia nu este infinit divizibilă și introduce noțiunea de atomos, ceea ce nu poate fi divizat. Câțiva ani mai târziu, Democrit, un discipol al lui Leucip, definește materia ca fiind un ansamblu de particule indivizibile, invizibile și eterne: atomul. Această nouă concepție nu a fost rezultatul unor observații sau experiențe, ci mai degrabă al unor intuiții. Teoria a fost dezvoltată ulterior de Epicur, apoi de poetul latin Lucrețiu. Au trecut însă 2000 de ani până când teoria atomică a fost formulată științific.
În anul 1803, fizicianul și chimistul englez John Dalton a elaborat o teorie atomică proprie care explică Legea proporțiilor multiple, afirmând că din moment ce substanțele se combină numai în proporții integrale, atomii trebuie să existe la baza materiei.

Scurt istoric al teoriei atomice și descoperirea structurii atomice

Meditațiile filozofice atomiste datează încă de pe vremea vechilor gânditori greci și indieni ai secolelor al VI-lea și al V-lea î.d.Ch. Prima formulare filozofică a unei idei similare celei de atom a fost dezvoltată de Democrit în Grecia secolului al VI-lea î.d.Ch. Ideea s-a pierdut timp de secole, până la reaprinderea interesului științific din epoca Renașterii.
În secolul al XIX-lea, John Dalton a vrut să cunoască de ce se sparg substanțele în constituenți proporționali. În lucrarea Noul sistem al filozofiei chimice (1808), a introdus două postulate:

• atomii aceluiași element chimic sunt identici, dar diferiți între elemente;
• atomii diferitelor elemente se pot combina între ei, formând subtanțe complexe.

Așadar, fiecare element chimic a fost reprezentat printr-un tip de atom și invers.
În ultima parte a secolului al XIX-lea, William Crookes a inventat tubul cu raze catodice (denumit și tub Crookes) și a fost primul care a observat particule încărcate negativ într-un astfel de tub. Aproape de trecerea către secolul al XX-lea, J.J. Thomson, în urma cercetărilor sale privind razele catodice, a descoperit că atomii sunt divizibili (infirmând teoria lui Dalton), fiind parțial compuși din particule foarte ușoare încărcate negativ (dovedite a avea proprietăți identice indiferent de elementul chimic de la care proveneau), ce au fost numite mai târziu electroni. De altfel J.J. Thomson propune primul model de atom, în care electronii sunt incluși într-o bilă cu sarcină pozitivă precum „stafidele într-un cozonac”.
În 1911, Ernest Rutherford a descoperit că electronii orbitează un nucleu compact. Tot Rutherford a descoperit că hidrogenul posedă cel mai ușor nucleu, pe care l-a numit proton (în limba greacă, προτου înseamnă „primul”). Pentru a explica de ce electronii „nu cad, în spirală, pe nucleu”, Niels Bohr a dezvoltat un model al atomului în care, folosind rezultatele mecanicii cuantice, electronii nu pot să parcurgă decât orbite circulare fixate.
După descoperirea principiului de incertitudine al lui Werner Heisenberg, conceptul de orbită circulară a fost înlocuit cu cel de „nor”, în interiorul căruia distribuția electronilor a fost descrisă prin ecuații probabilistice. În sfârșit, după descoperirea în anul 1932 a neutronului (în urma experimentelor efectuate de Walther Bothe și Herbert Becker în 1928), particulă neutră din punct de vedere electric, nucleele atomice ale elementelor mai grele decât hidrogenul s-au găsit a fi formate din protoni și neutroni, aceste ultime rezultate completând concepția modernă despre structura atomică. Protonul și neutronul se mai numesc și nucleoni.

Scoala Discovery - Chimie - Atomii: Elementele fundamentale ale materie

Posted in: scoala discovery, scoala discovery atomii: elementele fundamentale ale materiei, scoala discovery chimie