Os átomos são as unidades básicas da matéria e definem a estrutura de elementos. Os átomos são feitos de três partículas: protões, neutrões e electrões.
Os protões e os neutrões são mais pesados do que os electrões e residem no centro do átomo, que é chamado de núcleo. Os electrões são extremamente leves e existem numa nuvem que orbita o núcleo. A nuvem de electrões tem um raio 10 mil vezes maior do que o núcleo.
Os protões e neutrões têm aproximadamente a mesma massa. No entanto, um protão pesa mais de 1.800 electrões. Os átomos têm sempre um número igual de protões e electrões, e o número de protões e neutrões também costuma ser geralmente o mesmo.
A adição de um protão a um átomo faz um novo elemento, enquanto a adição de um neutrão faz um isótopo, ou uma versão mais pesada, de um mesmo átomo. O núcleo foi descoberto em 1911, mas as suas peças não foram identificados até 1932.
Praticamente toda a massa do átomo reside no núcleo. O núcleo é mantido em conjunto pela "força forte", uma das quatro forças básicas da natureza. Esta força entre os protões e neutrões supera a força eléctrica repulsiva que, de acordo com as regras de eletricidade, afasta os protões entre si.
Os protões são partículas carregadas positivamente encontrados dentro do núcleo atómico. Eles foram descobertos por Ernest Rutherford em experiências realizados entre 1911 e 1919. O número de protões num átomo define o elemento que é. Por exemplo, os átomos de carbono têm seis protões, átomos de hidrogénio têm um e átomos de oxigénio tem oito.
O número de protões de um átomo é referido como o número atómico desse elemento. O número de protões de um átomo também determina o comportamento químico do elemento. A Tabela Periódica dos Elementos organiza os elementos em ordem crescente de número atómico [veja aqui].
Os protões são feitos de outras partículas chamadas quarks. Há três quarks em cada protão - dois quarks "up" e um quark "down" - e eles são mantidos juntos por outras partículas chamadas gluões. Os electrões têm carga negativa e são atraídos electricamente para os protões carregados positivamente. Os electrões rodeiam o núcleo atómico em caminhos chamados orbitais. As orbitais internas em torno do átomo são esféricos, mas as orbitais exteriores são muito mais complicadas.
A configuração electrónica de um átomo é a descrição orbital dos locais dos electrões num átomo não excitado. Usando a configuração e os princípios da física do electrão, os químicos podem prever as propriedades de um átomo, como a estabilidade, o ponto de ebulição e a condutividade.
Os neutrões são partículas sem carga eléctrica encontrados dentro dos núcleos atómicos. Uma massa do neutrão é ligeiramente maior do que a de um protão. Como os protões, os neutrões também são feitos de quarks - um quark "up" e dois quarks "down". Os neutrões foram descobertos por James Chadwick em 1932.
O número de neutrões num núcleo determina o isótopo do elemento. Por exemplo, o hidrogénio tem três isótopos conhecidos: protium, deutério e trítio. O protium, simbolizado por 1H, é apenas hidrogénio comum, que tem um protão e um electrão e nenhum neutrão. O deutério (D ou 2H) tem um protão, um electrão e um neutrão. O trítio (T ou 3H) tem um protão, um electrão e dois neutrões.
Saiba mais: Tabela Periódica dos Elementos
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