Почему-то в результате изучения школьного курса физики у ученика часто складывается представление об одинаковости атомов. Вроде как сразу представляется, что всё вокруг нас построено из малейших "кирпичиков" и все они эквивалентны. Однако, атомы одинаковые только в одном веществе.
Где атомы одинаковые, а где нет?
Вот возьмем мы алюминий, и в разрезе алюминия все атомы будут одинаковыми. Возьмем хром - и в хроме атомы одинаковые. Точнее как...Тут опять кроется сложная проблема. Поэтому, правильнее будет сказать так, что современная наука представляет атомы одинаковыми. На самом же деле, различия даже относительно одного материала кое-где описываются, но всё это "тонкие материи". Одинаковыми полностью пока считаются только протоны.
Если же сравнить атомы алюминия и хрома между собой - это будут разные субстанции. Отличаются они по множеству параметров. Начиная от количества электронов на внешнем слое и кончая атомной массой. Разными будет и их размер. Вы ведь наверняка слышали про атомный радиус?
Что формирует размер атома?
Атомным радиусом принято называть расстояние от центра ядра атома до положения наиболее стабильной электронной орбитали.
Мы помним, что согласно планетарной модели атома (которая хоть и считается устаревшей, но прекрасно подходит в качестве схемы), атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг этого ядра. Электроны вращаются не по такой красивой схемке, как мы видим на картинках, а формируют облако. Оно представляет из себя нечто типа мочалки из льна. Всё перепутано. Да и положение электрона - это вероятностная функция. Получается, что электрон ещё и не всегда оказывается на своей орбите. Потому и написано в определении выше о "наиболее" стабильной орбитали.
Само ядро у атомов разных веществ тоже может отличаться. Да и отличается :)...И формирует отличие материалов друг от друга, если уж.
В ядрах может находиться разное количество протонов и нейтронов, а следовательно - размеры ядер у разных атомов тоже будут разными. Разными окажется и масса разных ядер. Правда связь тут не всегда прямая.
Но как же узнать размер атома?
Это большая и проблемная тема к которой мы обязательно ещё вернемся. Тут же отметим, что процесс измерения косвенный.
Нельзя взять штангенциркуль и измерить атом прямым измерением. Процесс наиболее точного измерения размера строится на бомбардировании измеряемого атома известным количество частиц. Какое-то количество частиц отскакивает обратно. Там, где оно отскакивает - явно что-то есть. Предполагается, что отскочили частички от атома и значит измерение размера "отскочившего" потока и есть размер атома.
Есть разные методики измерения, но все они дают результат с большой долей погрешности. Скажем, можно просто высчитать размер, исходя из фотографии атома. Но и тут нельзя говорить, что этот размер будет истинным. Он будет близок.
Кстати, сфотографировать атом можно и без специального микроскопа. Так, Дэвид Надлингер из Оксфордского университета сделал снимок обычной цифровой камерой.
Так кто же самый большой?
Самым большим атомом считается атом франция.
Франций - это радиоактивный щелочной металл, обладающий максимально высокой восстановительной химической активностью.
Радиус атома Франция составляет 290 пикометров.
Правда в результате изучения этого вопрос встала проблема признания этого вещества реально существующим. Ведь франций является нестабильным и не совсем корректно говорить, что он самый большой из существующих.
Поэтому, следующую строчку хит-праада занял атом цезия.
Цезий — это мягкий, вязкий щелочной металл серебристо-жёлтого цвета.
Атом цезия имеет радиус атома 267 пикометров.
Поскольку это стабильный элемент, то именно он считается самым большим атомом. Кстати говоря, все ведь помнят, что у цезия есть ряд опасных сильнорадиоактивных изотопов? Наверное теперь можно провести некоторые параллели.
Ну а самым маленьким атомом признан атом гелия. Им ещё шарики накачивают и голос от него смешной. В общем-то, это логично. Один из первых элементов, появившихся после большого взрыва, не может быть большим.
Гелий — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. По распространённости и по лёгкости занимает второе место после водорода.
Радиус атома гелия составляет 31 пикометр.
Таким образом, соотношение самого большого и самого маленького атомов составляет 267/31 = 8,6. Грубо говоря, в 9 раз самый большой известный нам атом больше, чем самый маленький.
Обязательно подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Это поможет развитию канала, а вы не пропустите новые интересные статьи
Советую также прочитать на нашем канале:
-----