اتمها و عناصر - 1

یک اتم کوچکترین بلوک ساختاری از همه چیز موجود است. کوچکترین شی‌ء که می توانید زیر یک میکروسکوپ ببینید، بیش از 10 میلیارد اتم دارد.
بیش از صد نوع مختلف اتم وجود دارد که ما آنها را عناصر می نامیم. آنها دنیایی را که در آن زندگی می کنیم تشکیل می دهند.
عناصر به خوبی شناخته شده هیدروژن، اکسیژن، آهن یا سرب هستند. هنگامی که دو عنصر به هم پیوند می خورند، اصطلاحاً ترکیب می شوند. به عنوان مثال، آب دارای دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است.
همه اتم ها اندازه ای تقریباً یکسان دارند، اما وزن آنها متفاوت است. پلوتونیوم یکی از سنگین ترین اتم ها است که حدود 200 بار سنگین تر از هیدروژن است که سبک ترین عنصر است.

قسمتهای مختلف اتم

یک اتم از سه بخش تشکیل شده است: پروتون، نوترون، الکترون.
پروتون و نوترون در مرکز اتم قرار دارند که هسته آن نامیده می شود. در صورتی که شما آن را با کل اتم مقایسه کنید این هسته بسیار کوچک است اما تقریبا همه جرم اتم است. اگر قطر اتم حدود 6 کیلومتر باشد، هسته تنها به اندازه یک توپ تنیس می تواند باشد. بقیه فضای اتم در خارج از هسته غالباً خالی است.
الکترونها در یک اتم با حرکتی بسیار سریع در حال پرواز هستند. آنها تقریبا هیچ جرمی ندارند و در طول هسته میلیون ها بار در هر ثانیه حرکت می کنند.
قطعات اتمی دارای بارهای الکتریکی هستند. هر پروتون دارای یک بار الکتریکی مثبت است و هر الکترون دارای بار الکتریکی منفی است. نوترون ها هیچ باری ندارند. در بیشتر موارد اتم دارای تعداد پروتون و الکترون یکسان است. این اتم از نظرالکتریکی خنثی است.
انرژی هسته ای الکترون را در داخل اتم نگه می دارد درست همانطور که زمین ماه را در مدار خود نگه می دارد. اما الکترونها انرژی خود را دارند. آنها می خواهند از هسته جدا شوند. اگر یک الکترون دارای انرژی زیادی باشد، دورتر از هسته حرکت می کند.
الکترون ها در اطراف هسته در هفت مسیرِ دور حرکت می کنند، به نام پوسته ها. پوسته اول نزدیک به هسته است. این می تواند دو الکترون را نگه دارد. دومین پوسته میتواند الکترونها را به تعداد 8، سومی به تعداد 18 و چهارمی به تعداد 32 تا نگه دارد. در اکثر اتم ها، پوسته های بیرونی هرگز به طور کامل با الکترون ها پر نمی شوند. الکترون های درونی سریعتر حرکت می کنند، و در قسمت های بیرونی دارای کمترین سرعت هستند.

خواص یک اتم

عدد اتمی

عدد اتمی به شما می گوید که تعداد پروتون هیا یک اتم چقدر است. به عنوان مثال، هر اتم هیدروژن دارای شماره اتمی 1 است، زیرا تنها 1 پروتون دارد.
عناصر دارای عدد اتمی تا 92 می توانند در طبیعت پیدا شوند. عناصر دارای بیش از 92 پروتون را دانشمندان در آزمایشگاه ایجاد می کنند.
عدد اتمی به ما می گوید که ما می توانیم یک عنصر در جدول تناوبی پیدا کنیم. این جدول تمام اتم ها را در گروه هایی نشان می دهد.

جرم اتمی

جرم اتمی تعداد پروتون ها و نوترون ها در یک اتم است. اگر چه تمام اتم های یک عنصر تعداد یکسانی پروتون دارند، گاهی اوقات برخی از آنها دارای نوترون بیشتری هستند. چنین اتمهای ایزوتوپ نامیده می شوند.
به عنوان مثال، هیدروژن دارای سه ایزوتوپ است. اغلب اوقات یک اتم هیدروژن یک پروتون و یک نوترون دارد. گاهی اوقات شما می توانید ایزوتوپهای هیدروژن را که دارای دو یا سه نوترون هستند پیدا کنید، اما آنها تنها یک پروتون دارند.
در بیشتر عناصر سبکتر، هسته هر اتم دارای تعداد پروتون و نوترون یکسان است. اما عناصر سنگینتر نوترون بیشتری نسبت به پروتون دارند. به عنوان مثال، اورانیوم دارای 92 پروتون و 146 نوترون است. جرم اتمی این عنصر 238 است.
جرم اتمی هرگز یک عدد کامل نیست، زیرا دانشمندان فقط پروتون ها و نوترون ها را با هم جمع نمی‌زنند. آنها از یک فرمول پیچیده استفاده می کنند.

بار الکتریکی

به طور معمول یک اتم از نظر الکتریکی خنثی است. اما وقتی که با اتمهای دیگر برخورد می کند، الکترونها می توانند به آن برسند یا از دست بروند. اتم هایی که الکترونها را می گیرند یا از دست می دهند، یون نامیده می شوند. آنها یک بار الکتریکی دارند.
اتم هایی که الکترونها را از دست می دهند، یون مثبت می شوند؛ اتم هایی که الکترونها را جذب می کنند تبدیل به یون های منفی می شوند.

رادیواکتیویته

هسته در برخی از اتم ها می تواند به طور طبیعی تغییر کند. چنین اتمی رادیو اکتیو است. هنگامی که یک هسته تغییر می کند، اشعه تولید می کند.
در طبیعت، برخی از عناصر رادیو اکتیو مانند اورانیوم یا رادیوم وجود دارد. در آزمایشگاه دانشمندان می توانند با بمباران کردن اتم ها با ذرات کوچکتر، رادیواکتیویته تولید کنند.

انرژی اتمی

دانشمندان در دهه های 1930 و 40 متوجه شدند که اگر آنها یک اتم اورانیوم را با نوترون بمباران کنند، هسته به دو بخش تقسیم می شود. وقتی این اتفاق می افتد انرژی آزاد می شود. ما این را شکافت هسته ای می نامیم.
برای اولین بار از شکافت در بمب اتمی استفاده شد که آمریکایی ها در ژاپن برای پایان دادن به جنگ جهانی دوم آن را رها کردند. این بمب ها انرژی زیادی را آزاد کردند که صدها هزار نفر را کشت. بعدها دانشمندان متوجه شدند که چگونه این انرژی را می توان در راه صلح آمیز استفاده کرد.
در دهه 1950 اولین راکتور اتمی ساخته شد. آنها با تقسیم کردن اتمها انرژی تولید می کنند.