Građa atoma

Naš svijet se sastoji od materije i energije. Sve oko nas, pa i mi sami je izgrađeno od materije i energije. Materija se sastoji od atoma. Ali, šta su atomi? Atomi su gradivne cigle, kockice od kojih je izgrađen svijet.

U 4.  stoljeću prije nove ere, grčki filozof Demokrit je smatrao da se materija može dijeliti na sve manje i manje dijelove te da postoji neki najmanji dio materije koji dalje nije djeljiv, a kojeg je Demokrit nazvao  "atom" što znači "onaj koji se ne može dalje dijeliti".

Demokrit

Međutim, kako je nauka napredovala, tako se počelo otkrivati da se atomi sastoje iz još manjih čestica. Te čestice unutar atoma imaju različita svojstva - neke su teže, a neke lakše te vrlo pokretne i brze.

Dakle, atom iako je mali, vrlo je složen. Svaki atom se sastoji iz tri vrste čestica: iz protona, neutrona i elektrona. Protoni su pozitivno naelektrisane čestice, elektroni su negativno naelektrisani, dok neutroni nemaju naelektrisanje, neutralni su. Ipak, to ne znači da su protoni "pozitivci", a elektroni "negativci" nego samo to da jedan atom, ako ima sve elektrone na broju, ima naelektrisanje nula jer pozitivni naboj protona poništi negativni naboj elektrona. suprotnosti i različitosti se privlače, i upravo ovakav odnos protona i elektrona omogućava da svijet i mi zajedno sa njim, postoji.

Da bismo razumjeli kako otprilike izgleda atom, jako je korisno napraviti jedan istorijski pregled modela atoma – kako su ljudi prije nas smatrali da izgleda atom.

Prvi model atoma je bio onaj engleskog hemičara Johna Daltona, gdje su atomi prikazivani kao kugle. Dalton, nije  mogao znati kako se atomi sastoje iz još sitnijih čestica.

John Dalton

Drugi model atoma je nazvan “model pudinga od šljiva”. Kako je puding od šljiva pun svačega, tako je atom po ovom modelu pun svačega. To “svašta” su pozitivno i negativno naelektrisane čestice, raspršene u tom atomskom pudingu. Model je predložio 1904. naučnik Joseph John Thomson.

Model pudinga od šljiva

Međutim, potom su naučnici shvatili da se pozitivne naelektrisane čestice nalaze u sredini, u jezgri, tojest nukleusu atoma dok negativno naelektrisane čestice kruže oko jezgra. Naučnici su tada pomislili da atom izgleda slično Sunčevom sistemu – jezgra je poput Sunca, a elektroni poput planeta. Taj model je predložio novozelandski fizičar Ernest Rutherford. Danas se zna kako ni taj model atoma nije savršen ni tačan, ali opet se vrlo često koristi kao neka vrsta simbola za atom jer je Ernest Rutherford veoma važan naučnik

Ernest Rutherford

Zatim, 1913. danski fizičar Niels Bohr je riješio neke probleme sa Rutherfordovim modelom atoma, jer bi po tom modelu ispadalo kako je atom vrlo nestabilna čestica. Ova model se zove Rutherford-Bohrov model ili, jednostavno, Bohrov model atoma. Danas se vrlo često koristi za shematsko prikazivanje atoma.

Bohrov dijagram (model) atoma argona

Međutim, najispravniji model atoma bio bi “model elektronskog oblaka” u kojem se elektroni više ne prikazuju kao čestice koje kruže oko jezgre. Zapravo, radi se o tome kako savremena fizika smatra kako ne možemo odrediti mjesto elektrona oko nukleusa, već samo njihovu vjerovatnu lokaciju jer se elektroni kreću veoma brzo. Zato se elektroni prikazuju kao neka vrsta oblaka od tačkica oko jezgre.

Model elektronskog oblaka

Šta su onda ti protoni, neutroni i elektroni? Protoni i neutroni su čestice koje čine "jezgro" tj. nukleus atoma (sem u slučaju vodika, koji u jezgru ima samo proton). Protoni i neutroni se čvrsto drže zajedno, povezani jednom silom, koju zovemo jaka nuklearna sila. Zapravo, ta sila je toliko jaka, da, kada se razdvajaju protoni i neutroni, dolazi do velikih eksplozija. To je zapravo ono što zovemo "atomska bomba".

Izvan jezgre velikom brzinom kruže elektroni. Oni su veoma lagani u odnosu na protone i od njih su lakši oko 2000 puta.

Vrsta atoma zavisi od broja čestica, a svaki atom ima (ako ne radi ništa, ako miruje, ako nije u nekoj reakciji) isti broj protona i elektrona. Atomi istih elemenata bi trebali da imaju i isti broj neutrona, ali to ne mora uvijek da bude tako jer neki atomi mogu imati više neutrona nego protona.

Međutim, neutroni i protoni nisu proste čestice – oni se također sastoje iz još manjih čestica koje zovemo elementarne čestice  kvarkovi. Elektroni se dalje više ne mogu dijeliti – oni su, za razliku od protona i neutrona, elementarne, osnovne čestice, baš kao i kvarkovi. Čestice koje se sastoje od nekih jednostavnijih čestica zovemo kompozitne čestice.

6 "okusa" kvarkova

Od misli da su atomi nedjeljivi, do otkrića protona, neutrona, elektrona, kvarkova i niza drugih stvari vezanih za atom – nauka je mnogo uznapredovala od vremena Demokrita i Johna Daltona.