אטד

עמוד:147

מבנה האטום : במרכזו נמצא גרעין המורכב מניטרונים ומפרוטונים , האחוזים יחד בכוח גרעיני חזק . סביב הגרעין נעים אלקטרונים הנמצאים ב " קליפות " של רמות אנרגייה שונות . לאמיתו של דבר , הגרעין קטן הרבה יותר ביחס לאטום ממה שנראה בתרשים . גם מסלולי האלקטרונים אינם חדים וברורים אלא דומים יותר לעננים המקיפים את הגרעין , ומתארים את הסיכוי למצוא את האלקטרון במקום כלשהו . אטום החלקיק הקטן ביותר שממנו עשוי יסוד כימי . כל החמרים בעולם בנויים מאטומים המתחברים זה לזה ויוצרים מולקולות של חמרים מרכבים . בעבר האמינו שהאטום אינו נתן להלקה נוספת , אולם כיום אנו יודעים שהוא מרכב מגרעין קטן שסביבו חגים אלקטרונים . גם את הגרעין אפשר להמשיך ולפרק לחלקיקים קטנים עוד יותר . נניח שאנו לוקחים גוש ברזל וחותכים אותו לשנים , ואחר כך חותכים אחד מהחצאים שוב לשנים , וכך הלאה . האם אפשר להמשיך ולחלק את הברזל עד אינסוף , או שברגע מסים נגיע לחלקיק קטן ביותר של ברזל , שאי אפשר להמשיך ולחלקו ? עוד היונים הקדמונים נחלקו ביניהם בשאלה זו . היו שאמרו שאפשר לחלק כל חמר שוב ושוב ללא גבול . אחרים האמינו שכל החמרים בעולם מרכבים מחלקיקים קטנים שאי אפשר לחלק אותם , ולכן קראו להם אטומים ( פרוש המלה אטום ביונית - בלתי מתחלק ) . אלה שהאמינו ברעיון הזה נקראו " אטומיסטים". בעת העתיקה לא היה אפשר לעשות נסויים כדי למצא אם באמת יש אטומים או לא , אבל מאז המאה ה - 17 החלו פיסיקאים וכימאים להשתמש ברעיון האטומים כדי להסביר את תופעות הטבע . במאה ה - 19 החלו כימאים לתאר את כל החמרים כמרכבים ממספר קטן של יסודות , שלכל אחד מהם אטום משלו , והאטומים האלה מצטרפים יחד כדי ליצר מולקולות של תרכובות . לדגמה , המים מרכבים ממולקולות , שבכל אחת מהן יש אטום אחד של חמצן ושני אטומים של מימן . לקראת סוף המאה ה - 19 החלו גם הפיסיקאים לגלות תופעות המעידות על קיומם של האטומים , ובתחלת המאה ה - 20 הפך רעיון האטומים להיות מקבל בכל תחומי המדע העוסקים במבנה החמר ובתכונותיו . מבנה האטום האטומים הם זעירים מאוד , ולכן אי אפשר לראותם בעין . לדגמה , מספר האטומים בגרם אחד של מימן הוא בסביבות 6 ואחריו 23 אפסים . המספר הזה נקרא " מספר אבוגדרו", על שם הכימאי אמדאו אבוגדרו , שחי בתחלת המאה ה - 19 והיה הראשון שחשב על רעיון המולקולה . אולם בעזרת אמצעים נסיוניים משכללים - למשל , הפצצת האטום בקרנים רדיואקטיביות - הצליחו הפיסיקאים לחדר אל תוך האטום ולגלות את מבנהו . התגלה כי האטום אינו באמת " בלתי מתחלק " כפי שחשבו היונים , אלא יש בו שני חלקים עקריים . במרכז האטום נמצא גרעין זעיר , שיש לו מטען חשמלי חיובי , ורב המסה של האטום היא בעצם המסה של הגרעין שלו . סביב הגרעין נמצא חלל ריק , שבו חגים אלקטרונים זעירים , בעלי מטען חשמלי שלילי , במסלולים המקיפים את הגרעין . מספר האלקטרונים האלה תלוי בסוג האטום . לדגמה , באטום המימן , שהוא הקל שביסודות , יש רק אלקטרון אחד , ובאטום האורניום , שהוא היסוד הכבד ביותר המצוי בטבע , יש 92 אלקטרונים . במצב רגיל , המטען החשמלי החיובי של הגרעין שוה למטען החשמלי השלילי של האלקטרונים המקיפים אותו , כך שהאטום כלו הוא ניטרלי מבחינה חשמלית ( המטענים החיוביים והשליליים מאזנים זה את זה ) . אולם אטום יכול לאבד אלקטרון או לקבל אלקטרון נוסף , ואז הוא נקרא בשם יון , ויש לו מטען חשמלי . מסלולי האלקטרונים הם מעין " קלפות " המקיפות את הגרעין , שבכל אחת מהן יכול להמצא רק מספר מסים של אלקטרונים . האלקטרונים שואפים בדרך כלל להמצא בקלפה הקרובה ביותר לגרעין , שבה האנרגיה שלהם היא הנמוכה ביותר . אולם אם קלפה זו כבר מלאה , האלקטרונים הבאים חיבים להמצא בקלפות רחוקות יותר . בדרך כלל הקלפה החיצונית ביותר יציבה , כאשר יש בה שמונה אלקטרונים . לפיכך , כאשר נפגשים שני אטומים של יסודות שונים , שבאחד מהם יש אלקטרון אחד בקלפה החיצונית ( למשל , אטום הנתרן ) י ובשני שבעה אלקטרונים ( למשל , אטום הכלור ) , " ימסר " האטום הראשון אלקטרון אחד לאחר כדי ליצר קלפה מלאה , ואז שני האטומים יהיו אחוזים יחד בכח חשמלי וייצרו מולקולה . בדרך זו אטומים של נתרן ואטום של כלור מתחברים ויוצרים מולקולה של מלח בשול . מבנה הגרעין גרעין האטום מרכב מחלקיקים קטנים , הנקראים נוקלאונים . יש שני סוגי נוקלאונים - פרוטון וניטרון . יש להם בערך אותה מסה ( הניטרון כבד קצת יותר ) , אולם לפרוטון יש מטען חשמלי חיובי השוה בגדלו למטען החשמלי של האלקטרון , בעוד שלניטרון אין מטען חשמלי כלל . לפיכך , באטום שהוא ניטרלי מבחינה חשמלית - כלומר , שאינו יון - מספר הפרוטונים בגרעין שוה למספר האלקטרונים המקיפים אותו . שני אטומים שבגרעיניהם יש אותו מספר של פרוטונים ומספר שונה של ניטרונים ,

קודם  |  הבא