מבנה האטום

1. מבנה האטום יוני קונר בי"ס שמעוני גבעתיים ערוך על בסיס מצגת של לימור מרציאנו תמונות מתוך:

2. סקירה כללית

3. אטום בנוי מ גרעין אלקטרונים בנוימ נויטרונים פרוטונים

4. מבנה האטום כל החומרים בנויים מאטומים. כל אטום בנוי מגרעין בעל מטען חשמלי חיובי ומאלקטרון אחד לפחות, בעל מטען חשמלי שלילי הנמצא בקרבתו. הגרעין בנוי מפרוטונים ונייטרונים.

5. אטומים מורכבים משלושה מרכיבים בסיסיים: P פרוטונים - נושאים מטען חיובי נויטרונים - חלקיקים ניטראליים מבחינה חשמלית. n הפרוטונים והנויטרונים יוצרים יחד את הגרעין, שהוא החלק המרכזי של האטום. אלקטרונים - נושאים מטען שלילי ומקיפים את הגרעין כל החלקיקים נמצאים בתנועה ! רוב מסת האטום מרוכזת בגרעין!

6. אטומים ומולקולות נמדדים בסדרי גודל ננו-סקופיים (ננו= 10-9 והכוונה היא לננומטר, כלומר, מיליארדית המטר). רוב רובו של האטום הוא ריק. האלקטרון הקרוב במרחק של כ- 800 ק”מ האלקטרון הקרוב במרחק של כ- 800 ק”מ אם גודלו של אטום המימן היה כמו זה המופיע בתמונה, היינו זקוקים למסך שרוחבו כ - 1600 ק”מ על מנת לראות את האלקטרון במסלולו.

7. 1 פרוטון 2000 אלקטרונים הפרוטונים והנויטרונים בעלי מסה שווה ( כמעט ) והיא גדולה פי 2000 ( בערך ) ממסת האלקטרון. 1 פרוטון 1 ניוטרון לנויטרונים ולפרוטונים יש כמעט אותה מסה

8. נתונים

9. האלקטרונים הם חלקיקים קטנים מאוד בעלי מטען שלילי, אשר נעים במהירות גבוהה בחלל. קל לפרק אלקטרונים מהאטום ולהשתמש בהם לכוח חשמלי ובמכשירים כגון טלוויזיות.

10. מודל האטום של בור

11. המודל המקובל כיום ניתן לתאר את מיקומו של האלקטרון באטום רק באופן הסתברותי. כלומר, ניתן להתייחס רק לסיכוי למצוא את האלקטרון בנקודה מסוימת במרחב. לכן, יהיה זה שגוי להמשיך ולהציג את האלקטרון כחלקיק הנע במסלול מוגדר

13. האלקטרונים נעים במהירות של כ- 1,080,000 קמ”ש !!!!! בלתי אפשרי לקבוע את מיקומם המדויק של האלקטרונים באטום. ניתן לדבר על הסתברות למציאת אלקטרונים במקום מסוים באטום - נהוג לדבר על “ענן אלקטרונים” חשבו על מאוורר בפעולה. כאשר הוא פועל רואים עיגול וקשה לקבוע היכן נמצאות כנפי המאוורר בכל רגע נתון, אם נקרב אצבע תהיה הרגשה שלהבי המאוורר נמצאים בכל מקום בכל רגע.

14. הכוחות החשמליים כאשר לשני חלקיקים טעונים חשמלית סימן זהה של מטען חשמלי (שניהם פלוסים או שניהם מינוסים), קיים ביניהם כוח דחייה חשמלי. כאשר המטענים מנוגדים (האחד מינוס והאחר פלוס), קיים ביניהם כוח משיכה חשמלי.

15. מדוע האלקטרונים אינם נדבקים לגרעין ? בין האלקטרונים (בעלי מטען שלילי) לגרעין (בעלי מטען חיובי) פועל כוח משיכה, מצד שני ידוע כי האלקטרונים נמצאים בחלל מסביב לגרעין אך הם אינם “נדבקים” לגרעין. כיצד אפשר להסביר תופעה זו? תשובה האלקטרונים נמצאים בתנועה מתמדת, ולכן הם אינם נדבקים לגרעין.

16. כיצד ניתן להסביר שהפרוטונים מוחזקים יחד בגרעין למרות הדחייה החשמלית הקיימת ביניהם? העובדה כי הפרוטונים שהם חלקיקים חיוביים, אשר דוחים זה את זה מבחינה חשמלית מרוכזים במקום כה קטן כמו גרעין האטום מחייבת הנחה של קיום של כוחות חזקים בהרבה מהכוחות החשמליים. כוחות אלה נקראים כוחות גרעיניים והם חזקים בהרבה מהכוחות החשמליים. כוחות אלו פועלים בין חלקיקים הנמצאים במרחק קטן מאוד זה מזה כמו הפרוטונים והנויטרונים בגרעין האטום. לו כוח זה לא היה קיים, הפרוטונים והנויטרונים היו מתפזרים לכל עבר.

17. האינטראקציה הפועלת בין החלקיקים משיכה חשמליים • בין הגרעין לאלקטרונים פועלים כוחות דחייה חשמליים ו.. • בין הפרוטונים פועלים כוחות משיכה גרעיניים דחייה חשמליים • ביןהאלקטרונים פועלים כוחות משיכה גרעיניים • ביןהפרוטונים והנויטרונים פועלים כוחות כוחות גרעיניים חזקים בהרבה מכוחות חשמליים !

18. מספר אטומי מספר הפרוטונים בגרעין האטום הוא שקובע את סוג האטום (היסוד). מספר זה מכונה: מספר אטומי. תמונה מתוך אופק – מט"ח

19. לאטומים יש תמיד מספר זהה של אלקטרונים ופרוטונים. לאטומים יש בד”כ מספר זהה של נויטרונים ופרוטונים.

20. מספר מסה מספר הפרוטונים והנייטרונים שבגרעין האטום מכונה "מספר מסה". תמונה מתוך אופק – מט"ח

21. איזוטופים לאטומים של יסוד מסוים עשוי להיות מספר נייטרונים שונה בגרעין. אטומים אלו מכונים: איזוטופים של אותו יסוד. תמונה מתוך: http://sonnykim123.blogspot.com/2011/05/april-18-2011-atomic-mass-and-isotopes.html

22. לאיזוטופ אטום המימן השכיח בטבע אין כלל נייטרונים בגרעין ולכן מספרו האטומי הוא 1 ומספר המסה שלו הוא 1. לאיזוטופ שני של המימן, הדויטריום, פרוטון אחד ונייטרון אחד בגרעין; מספרו האטומי הוא 1 ומספר המסה הוא 2. לאיזוטופ נוסף של המימן, הטריטיום, פרוטון אחד ושני נייטרונים בגרעין; מספרו האטומי 1, מספר המסה שלו הוא 3. היות ומספר הפרוטונים הוא הקובע את סוג האטום, מספר משתנה של נייטרונים לא משנה את סוג האטום אלא את האיזוטופ שלו.