אטום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

האטום הוא חלקיק של יסוד כימי, החלקיק הקטן ביותר שבו נשמרות תכונות היסוד. כשנתגלה, רווחה הדעה שלפיה האטום הוא חלקיק יסודי (חלקיק שאינו ניתן לחלוקה לחלקיקים קטנים יותר) ומכאן שמו: א (=בלתי) טום (=פריק). מאוחר יותר נתגלה כי האטום מורכב מחלקיקים קטנים יותר: אלקטרונים, פרוטונים ונייטרונים (ראו להלן מבנה האטום).

את התאוריה הידועה הראשונה בדבר קיומם של אטומים (התורה האטומית) הגו הפילוסופים האטומיסטים, בניסיון להסביר את מבנה החומר. על פי תורתם מורכבים החומרים בטבע מחלקיקים זעירים, שלהם זיזים ושקעים המסוגלים להתחבר זה לזה (על-פי דמוקריטוס גם תכונות רוחניות היו מורכבות מאטומים).

האטום התגלה רק בעת החדשה, ומשהתגלה מיהרו לקבוע כי הוא צורתם הבסיסית של היסודות הכימיים, אך מאוחר יותר התברר שהאטום עצמו מורכב מאלקטרונים, פרוטונים ונייטרונים, ושהם עצמם מורכבים מחלקיקים נוספים.

כיום ידוע כי רוב החומרים מורכבים לא מסוג אחד של אטומים בלבד אלא ממולקולות, שמורכבות משילובים של אטומים. לכל יסוד בטבע סוג אטומים מסוים האופייני לו. סימולו של האטום בכתב כימי נעשה באמצעות אותיות לטיניות הקבועות לכל יסוד כימי. לדוגמה:

• אטום פחמן: C
• אטום אלומיניום: Al

(ראו הטבלה המחזורית)

מספר הפרוטונים באטום קובע את היסוד הכימי שלו הוא שייך. מספר זה מכונה מספר אטומי. לכל אטום נייטרלי מספר זהה של פרוטונים ואלקטרונים. רישומם האטומי של היסודות השונים הנהוג כיום מתבצע על בסיס מספרם האטומי, ונעשה בטבלה מחזורית של מנדלייב.

אטום שלו זוג אלקטרונים אחד או יותר אשר אינם קשורים לאטום אחר קרוי הטרו אטום.

[עריכה] מבנה האטום

כימאים ופיזיקאים רבים פיתחו במהלך ההיסטוריה מודלים שונים להסברת מבנה האטום. ג'ון דלטון תיאר את האטומים ככדורים חלקים בלתי ניתנים לחלוקה. לאחר שגילה ג'וזף ג'ון תומסון את האלקטרונים, תואר מבנה האטום על פי מודל עוגת הצימוקים, שלפיו המטען החשמלי החיובי מפוזר בצורה הומוגנית באטום והאלקטרונים, חלקיקים בעלי מטען חשמלי נקודתי שלילי, "תקועים" בו כצימוקים בעוגה.

בשנת 1908 פינו מודלים אלה את מקומם לטובת המודל הפלנטרי, בעקבות ניסוי רתרפורד. על פי המודל הפלנטרי האטום בנוי מגרעין, שבו מרוכזים נייטרונים (נטולי מטען חשמלי) ופרוטונים (בעלי מטען חשמלי חיובי). מסביב לגרעין חגים ככוכבים בפלנטה אלקטרונים שמספרם כמספר הפרוטונים שבגרעין, כך שמטענם החשמלי השלילי הכולל שווה למטען החיובי הכולל של הפרוטונים.

חלקו של המודל הנוגע למיקומם של הנייטרונים והפרוטונים בגרעין מרכזי מקובל עד היום, ועל פיו מכיוון שמסתם של האלקטרונים זניחה בהשוואה למסת הפרוטונים והנייטרונים, מסת האטום מרוכזת בגרעין שנפחו מהווה חלק של כאחד ממאה אלף בלבד מנפח האטום. מסת הפרוטון ומסת הנייטרון הן בקירוב זהות, ולכן סכום מספר הפרוטונים ומספר הנייטרונים משמש להגדרת מסתו האטומית של אטום.

המודל הפלנטרי למבנה האטום הופרך, וכיום אין מייחסים לאלקטרונים מסלולים היקפיים קבועים. על פי המודל העכשווי הנובע מתורת הקוונטים לא ניתן לייחס לאלקטרון מיקום ומסלול מדויקים. במקום זאת מוגדר עבור כל אלקטרון אורביטל שהוא פונקציית גל המגדירה עבור כל אלקטרון נפח בעל צורה מוגדרת שבה קיימת ההסתברות הרבה ביותר להימצאותו. על פי רוב תוחמים את האורביטל כנפח שבו, על פי פונקציית ההסתברות, ימצא האלקטרון במשך כ-90% מהזמן. כל אורביטל יכול לאכלס עד שני אלקטרונים. האורביטלים עצמם מסודרים ברמות אנרגיה שונות, כאשר כל רמה מכילה מספר שונה של אורביטלים, על פי סדר מסוים.

מצב אלקטרוני יציב של אטום נחשב למצב שבו סידור האלקטרונים דומה לזה הקיים בגזים אצילים במצב נייטרלי. כל אטום שאינו במצב זה נוטה להגיע אליו באמצעות הוספה או היפרדות של אלקטרונים. נטייה זו מסבירה את הקשרים הכימיים האפשריים בין יסודות, ואת תכונותיהם.

[עריכה] ראו גם

• מיון החלקיקים
• יציבות האטום
• פצצת אטום

[עריכה] קישורים חיצוניים

• אטום באתר למתעניין הצעיר
• אבני דרך, עשר התגליות הגדולות בפיזיקה ובאסטרונומיה, באתר ifeel

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: אטום
ספר לימוד בוויקיספר: מבנה האטום
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: אטום