Miten atomi rakentuu?

Atomi on yksi maailmankaikkeuden perustavanlaatuisimmista rakennuspalikoista. Se on niin pieni, että sen olemassaoloa on vaikea kuvitella. Mutta miten atomi rakentuu?

Historia

Atomien keksiminen oli pitkän tutkimusmatkan tulos. Antiikin kreikkalaiset ajattelijat uskoivat, että aine voitiin jakaa loputtomasti pienemmiksi osiksi. Tämä ajatus vallitsi satoja vuosia, kunnes englantilainen kemisti John Dalton ehdotti vuonna 1808, että aine koostui pienistä hiukkasista, joita hän kutsui atomeiksi. Tämä oli ensimmäinen askel atomin tutkimisessa.

Rakenne

Atomit koostuvat kolmesta eri hiukkasesta: protonit, neutronit ja elektronit. Protonit ja neutronit muodostavat atomiytimen, kun taas elektronit liikkuvat ytimen ympärillä. Atomiydin sisältää positiivisesti varautuneita protoneja ja neutraaleja neutroneja. Elektroneilla on negatiivinen varaus, jonka vuoksi ne liikkuvat ytimen ympärillä.

Protonit ja neutronit

Protonit ja neutronit muodostavat atomiytimen. Protonit ovat positiivisesti varautuneita hiukkasia, kun taas neutronit ovat neutraaleja. Protonien määrä määrittää, minkä tyyppinen atomi on kyseessä. Esimerkiksi vedyn atomissa on yksi protoni, kun taas heliumin atomi sisältää kaksi protonia.

Elektronit

Elektronit liikkuvat ytimen ympärillä. Ne ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia, jotka pitävät atomiytimen koossa sähköisen vetovoiman vuoksi. Elektronit liikkuvat tietyn kaavan mukaisesti, joka määrää atomien väliset kemialliset reaktiot. Elektronit voivat joko liikkua samanlaisella radalla tai eri tasoilla ytimen ympärillä.

Atomien väliset sidokset

Atomit voivat muodostaa erilaisia sidoksia keskenään. Yksi yleisimmistä sidoksista on kovalenttinen sidos, jossa atomit jakavat elektroneja. Toinen sidostyyppi on ionisidos, jossa yksi atomi luovuttaa elektronin toiselle atomille. Näin syntyy positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita ioneja. Näiden ionien välille syntyy sähköinen vetovoima, joka ylläpitää sidoksen.

Periodinen järjestelmä

Periodinen järjestelmä on keino ryhmitellä atomit niiden ominaisuuksien mukaan. Se löydettiin vuonna 1869 venäläisen kemisti Dmitri Mendelejevin toimesta. Järjestelmä perustuu atomien ominaisuuksiin, kuten protonien määrään, elektronien määrään ja kemiallisiin reaktioihin. Tämän perusteella atomit on jaettu eri ryhmiin ja jaksoihin.

Ryhmittely

Atomit on ryhmitelty periodisessa järjestelmässä niiden kemiallisten ominaisuuksien mukaan. Esimerkiksi ryhmä 1 sisältää alkali-metalleja, jotka ovat erittäin reaktiivisia ja reagoivat voimakkaasti veden kanssa. Ryhmä 2 taas sisältää alkalimetalleja, jotka ovat vähemmän reaktiivisia, mutta reagoivat silti voimakkaasti veden kanssa.

Jaksot

Jaksojen mukaan ryhmitellään atomien käyttäytymistä. Jaksot noudattavat sähkövarauksen vaihtelua ytimen ympärillä. Alkuaineet saman jakson varrella ovat rakenteensa ja käyttäytymisensä puolesta samankaltaisia toisiinsa verrattuna.

Yhteenveto

Atomien rakenne on perustavanlaatuinen osa fysiikkaa ja kemiaa. Atomin rakenne koostuu ytimen protonista ja neutronista, sekä elektroneista, jotka liikkuvat ytimen ympärillä. Atomi voi muodostaa erilaisia sidoksia toisten atomien kanssa, ja sen rakennetta käytetään ymmärtämään kemiallisia reaktioita. Periodinen järjestelmä on keino ryhmitellä atomit niiden ominaisuuksien mukaan.