Из школьной программы известно, что все вещества состоят из частиц, которые называются атомы. Это фундаментальная единица. Сейчас известно 118 элементов, они сгруппированы в периодическую таблицу Менделеева. Ранее считалось, что атом – неделимая частица, но сейчас это утверждение ошибочно. Он состоит из нескольких элементов – электронов, протонов и нейтронов.
Ниже представлены факты, которые будут интересны как взрослым, так и детям.
Состав атома
В центре находится ядро, вокруг которого вращаются один или несколько электронов. Протоны и нейтроны равны по количеству. Вместе их называют нуклонами. Центральная часть составляет более 99% массы атома, хотя по объему находится на последнем месте.
Электрон – наиболее активный компонент атома, но почти ничего не весит. Для сравнения: в водороде он составляет всего 0,0005% от общей массы.
Наличие электрического заряда
Атом в электрическом плане нейтрален из-за одинакового количества электронов и протонов. Особенности заряда каждой частицы:
- электрон – отрицательный;
- протон – положительный;
- нейтрон – отсутствует.
Иногда в атоме преобладают протоны или электроны. Тогда общий заряд будет положительным или отрицательным. Последний называется ионом.
Сдерживающая сила
Ядро удерживает на определенном расстоянии от себя все компоненты. Отдельно стоит выделить электромагнитную силу, которая притягивает электроны к протонам.
Естественное происхождение и уникальность
Сейчас науке известно лишь 118 атомов, из которых 94 встречаются в природе хоть и в незначительных количествах. Оставшиеся частицы получены в результате синтеза в лабораторных условиях или ядерных реакторах.
В каждом атоме содержится определенное число протонов:
- натрий – 15;
- серебро – 47;
- фосфор – 20;
- кальций – 8.
Рекордсмены по размеру и весу
Самый большой элемент по размеру – франций. Вещество крайне нестабильное, поэтому многие вместо него называют цезий из-за большей валентной оболочки и менее эффективного заряда ядра.
Наименьший элемент – гелий. Он открывает список благородных газов в таблице Менделеева.
В 2002 году был открыт синтетический элемент оганессон, который теперь считается самым тяжелым. Его главные особенности – химическая активность и необычные физические свойства.
Самый легкий атом у водорода. Он имеет всего один протон и электрон.
Атомы в человеческом организме
Взрослый человек весом в 70 килограмм состоит примерно из 7*1027 атомов. Причем львиную часть объема (98-99%) занимают следующие частицы:
- водород;
- кислород;
- углерод.
Все атомы в человеке обновляются ежегодно. Процесс происходит постепенно и незаметно. Для смены воды необходимо в среднем 8 дней.
Количество атомов во Вселенной
Расчеты примерны и основаны на имеющейся информации. Если охват Вселенной составляет 93 миллиарда световых лет, то в теории в ней находятся 1078-1082 атома.
Значения могут быть ошибочны, однако более точные цифры пока ученым не доступны.
Радиоактивность атомов
Нестабильный атом ведет себя непредсказуемо. Избыток протонов или нейтронов ведет к бурной реакции. В попытках прийти к стабильному состоянию атом выбрасывает дополнительные частицы. Так высвобождается очень много энергии.
Элементы с нестабильными атомами называют радиоактивными. Их список весьма обширен, мы перечислим самые известные:
- Технеций;
- Прометий;
- Полоний;
- Астатин;
- Радон Rn-222;
- Франций;
- Радий;
- Актиний.
