Ατομική Δομή
Δομή του Ατόμου
Το άτομο αποτελείται από δύο μέρη:
- Πυρήνας: Βρίσκεται στο κέντρο, έχει θετικό φορτίο, περιέχει πρωτόνια και νετρόνια
- Ηλεκτρονιακό νέφος: Περιβάλλει τον πυρήνα, περιέχει τα ηλεκτρόνια
Ο πυρήνας είναι πολύ μικρός σε σχέση με το άτομο (περίπου 100.000 φορές μικρότερος), αλλά περιέχει σχεδόν όλη τη μάζα του ατόμου.
Υποατομικά Σωματίδια
Φορτίο: +1
Μάζα: 1 amu
Θέση: Πυρήνας
Φορτίο: 0
Μάζα: 1 amu
Θέση: Πυρήνας
Φορτίο: -1
Μάζα: ≈0 amu
Θέση: Στιβάδες
Ατομικός Αριθμός (Ζ)
Ο ατομικός αριθμός (Ζ) ενός στοιχείου είναι ο αριθμός των πρωτονίων που υπάρχουν στον πυρήνα κάθε ατόμου του.
Σημαντικό: Ο ατομικός αριθμός καθορίζει το είδος του στοιχείου. Όλα τα άτομα με Ζ=6 είναι άνθρακας, όλα με Ζ=8 είναι οξυγόνο κ.ο.κ.
| Στοιχείο | Σύμβολο | Ζ | Πρωτόνια | Ηλεκτρόνια |
|---|---|---|---|---|
| Υδρογόνο | H | 1 | 1 | 1 |
| Ήλιο | He | 2 | 2 | 2 |
| Άνθρακας | C | 6 | 6 | 6 |
| Οξυγόνο | O | 8 | 8 | 8 |
| Νάτριο | Na | 11 | 11 | 11 |
| Χλώριο | Cl | 17 | 17 | 17 |
Μαζικός Αριθμός (Α)
Ο μαζικός αριθμός (Α) ενός ατόμου είναι το άθροισμα των πρωτονίων και των νετρονίων του πυρήνα.
Δίνεται: Ζ = 11, Α = 23
Λύση
• Πρωτόνια = Ζ = 11
• Ηλεκτρόνια = Ζ = 11
• Νετρόνια = Α - Ζ = 23 - 11 = 12
Συμβολισμός Ατόμου
Κάθε άτομο συμβολίζεται με το χημικό του σύμβολο, τον ατομικό και τον μαζικό αριθμό:
| Συμβολισμός | Στοιχείο | p⁺ | e⁻ | n |
|---|---|---|---|---|
| ¹H | Υδρογόνο | 1 | 1 | 0 |
| ⁴He | Ήλιο | 2 | 2 | 2 |
| ¹²C | Άνθρακας | 6 | 6 | 6 |
| ¹⁶O | Οξυγόνο | 8 | 8 | 8 |
| ²³Na | Νάτριο | 11 | 11 | 12 |
| ³⁵Cl | Χλώριο | 17 | 17 | 18 |
| ⁵⁶Fe | Σίδηρος | 26 | 26 | 30 |
Ισότοπα
Ισότοπα ονομάζονται τα άτομα του ίδιου στοιχείου που έχουν:
- Ίδιο ατομικό αριθμό (Ζ) → ίδιος αριθμός πρωτονίων
- Διαφορετικό μαζικό αριθμό (Α) → διαφορετικός αριθμός νετρονίων
Ισότοπα του Υδρογόνου
Λύση
• Πρώτιο (¹H): 1 πρωτόνιο, 0 νετρόνια (99,98%)
• Δευτέριο (²H ή D): 1 πρωτόνιο, 1 νετρόνιο (0,02%)
• Τρίτιο (³H ή T): 1 πρωτόνιο, 2 νετρόνια (ραδιενεργό)
Ισότοπα του Άνθρακα
Λύση
• ¹²C: 6 πρωτόνια, 6 νετρόνια (98,9%)
• ¹³C: 6 πρωτόνια, 7 νετρόνια (1,1%)
• ¹⁴C: 6 πρωτόνια, 8 νετρόνια (ραδιενεργό - χρονολόγηση)
Σημείωση: Τα ισότοπα έχουν ίδιες χημικές ιδιότητες αλλά διαφορετικές φυσικές (μάζα, πυκνότητα).
Σύνοψη
- Πρωτόνια (p⁺): Θετικό φορτίο, στον πυρήνα, μάζα ≈ 1 amu
- Νετρόνια (n): Ουδέτερα, στον πυρήνα, μάζα ≈ 1 amu
- Ηλεκτρόνια (e⁻): Αρνητικό φορτίο, σε στιβάδες, μάζα ≈ 0
- Ατομικός αριθμός (Ζ): Αριθμός πρωτονίων = αριθμός ηλεκτρονίων
- Μαζικός αριθμός (Α): Α = Ζ + Ν (πρωτόνια + νετρόνια)
- Ισότοπα: Ίδιο Ζ, διαφορετικό Α (διαφορετικά νετρόνια)
Ασκήσεις Εξάσκησης
Να βρείτε τον αριθμό των πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων του ³⁹K (Ζ=19).
Λύση
• Πρωτόνια = Ζ = 19
• Ηλεκτρόνια = Ζ = 19
• Νετρόνια = Α - Ζ = 39 - 19 = 20
Ένα άτομο έχει 17 πρωτόνια και 18 νετρόνια. Ποιο είναι το στοιχείο και ποιος ο μαζικός του αριθμός;
Λύση
• Ζ = 17 → Χλώριο (Cl)
• Α = Ζ + Ν = 17 + 18 = 35
• Συμβολισμός: ³⁵Cl
Τα ¹⁶O, ¹⁷O και ¹⁸O είναι ισότοπα. Πόσα νετρόνια έχει καθένα; (Ζ=8)
Λύση
• ¹⁶O: Ν = 16 - 8 = 8 νετρόνια
• ¹⁷O: Ν = 17 - 8 = 9 νετρόνια
• ¹⁸O: Ν = 18 - 8 = 10 νετρόνια
Ένα άτομο έχει 26 ηλεκτρόνια και μαζικό αριθμό 56. Βρείτε το στοιχείο και τα νετρόνιά του.
Λύση
• Ηλεκτρόνια = 26 → Ζ = 26 → Σίδηρος (Fe)
• Νετρόνια = Α - Ζ = 56 - 26 = 30