Rafitra Atomika: Fototry ny zavatra rehetra
Ny atôma no singa fototra mandrafitra ny zava-drehetra eto amin'izao rehetra izao. Ny fahatakarana ny firafitry ny atôma dia tena ilaina amin'ny simia, fizika ary sehatra siantifika hafa, satria ny atôma no fototry ny fifandraisan'ny singa sy ny fomba famoronana akora isan-karazany. Hodinihina amin'ny antsipiriany ato amin'ity lahatsoratra ity ny firafitry ny atôma, ny fivoaran'ny foto-kevitra momba ny atôma nandritra ny tantaran'ny siansa, ary ireo singa fototra mandrafitra ny atôma.
Tantaran'ny Hevitra Atomika
Ny foto-kevitra momba ny atôma dia nanomboka tany Gresy Fahiny tamin'ny filozofa Democritus (460–370 talohan'i JK), izay nampiditra ny hevitra fa ny zavatra dia voaforon'ny poti-javatra madinika tsy hita maso antsoina hoe atomos, izay midika hoe "tsy azo sarahina". Na izany aza, io hevitra io dia tsy notohanan'ny porofo ara-panandramana fa vinavina filozofika fotsiny.
Nanomboka nodinihina ara-tsiansa ny hevitra momba ny atôma tamin'ny taonjato faha-19 rehefa nanolotra ny teoria atomika Daltoniana i John Dalton, mpahay siansa anglisy. Nilaza io teoria io fa ny zavatra rehetra dia voaforon'ny atôma tsy azo sarahina, fa ny singa tsirairay dia manana karazana atôma mitovy, ary ny atôma avy amin'ny singa samihafa dia afaka miray hina mba hamorona fitambarana. Dingana lehibe izany izay nametraka ny hevitra momba ny atôma ho eo amin'ny sehatry ny siansa.
Ny fahitana ireo elektrôna sy ny modely atomika an'i Thomson
Tamin'ny faramparan'ny taonjato faha-19, nahita ny singa subatomika fantatra ankehitriny amin'ny anarana hoe elektrôna i J.J. Thomson, mpahay siansa britanika, tamin'ny alalan'ny andrana tamin'ny fantsona taratra katôda. Namolavola ny modely "plum pudding" i Thomson, izay mampiseho ny atôma ho toy ny bola misy fiampangana tsara miaraka amin'ny elektrôna miparitaka manerana azy, toy ny voaloboka maina ao anaty mofo.
Ny Modely Atomika an'i Rutherford
Tamin'ny 1911, i Ernest Rutherford, tamin'ny alalan'ny andrana nanaparitaka ireo poti-alfa teo amin'ny takelaka volamena, dia naneho tamim-pahombiazana fa ny atôma dia manana fotony kely dia kely, matevina ary misy fiampangana tsara eo afovoany, izay fantatra taty aoriana amin'ny anarana hoe nokleary. Manodidina io fotony io amin'ny toerana foana eo anelanelany ny elektrôna, mifanohitra amin'ny modely Thomson, izay naminavina ny fizarana elektrôna miparitaka ao anaty bola tsara.
Modely Atomika an'i Bohr
Tamin'ny 1913, i Niels Bohr dia nampiditra modely atomika mandroso kokoa fantatra amin'ny anarana hoe modely Bohr. Nanolo-kevitra i Bohr fa ny elektrôna dia mihetsika amin'ny fihodinana manokana, na "akorany", manodidina ny atiny miaraka amin'ny angovo manokana. Ny elektrôna dia afaka mifindra avy amin'ny fihodinana iray mankany amin'ny iray hafa amin'ny alàlan'ny fandraisana na famoahana angovo amin'ny endrika fotona. Ny modely Bohr dia tena nisy fiantraikany lehibe teo amin'ny fivoaran'ny teoria kuantum, na dia hita aza fa tsy marina tanteraka ho an'ny singa rehetra izany tamin'ny farany.
Modely Mekanika Koantoma
Niaraka tamin'ny fivoaran'ny mekanika kuantum, dia nanjary sarotra sy marina kokoa ireo modely atomika. Ny fandraisana anjara manan-danja iray dia nataon'i Erwin Schrödinger, izay nampiditra ny fampitoviana Schrödinger, izay mamaritra ny elektrôna ho toy ny fiasan'ny onja izay manondro ny mety hisian'ny toerana manokana manodidina ny nokleary, fa tsy amin'ny fihodinana raikitra. Ity modely ity, izay matetika antsoina hoe modely rahona elektrôna, dia mamaritra ireo faritra izay mety ahitana elektrôna, antsoina hoe orbitals.
Singa fototra amin'ny atôma
Ny atôma dia misy karazana poti-javatra subatomika telo lehibe: prôtôna, neutronina, ary elektrôna.
1. Prôtôna:
– Manana fiampangana tsara ny prôtôna ary hita ao amin'ny ati-atika. Ny isan'ny prôtôna ao amin'ny ati-atika no mamaritra ny karazana singa resahina. Ohatra, ny atôma manana prôtôna iray dia hidrôzenina, raha ny atôma manana prôtôna enina kosa dia karbônina. Ny isan'ny prôtôna dia antsoina hoe laharan'atika.
2. Neutron:
– Tsy manana fiampangana (tsy miandany) ny neutron ary hita ao amin'ny atiny atomika. Mety miovaova arakaraka ny isotopa samihafa amin'ny singa iray ny isan'ny neutron ao amin'ny atiny. Ohatra, ny karbônina-12 dia manana neutron 6, raha ny karbônina-14 kosa dia manana neutron 8. Mandray anjara amin'ny lanjan'ny atomika ny neutron saingy tsy misy fiantraikany amin'ny toetra simikan'ny singa.
3. Elektrôna:
– Manana fiampangana ratsy ny elektrôna ary mihetsika manodidina ny atiny amin'ny orbitra amin'ny ambaratonga angovo samihafa. Mitovy amin'ny isan'ny prôtôna ny isan'ny elektrôna ao amin'ny atôma tsy miandany. Ny elektrôna no tompon'andraikitra amin'ny toetra simikan'ny atôma, satria mandray anjara amin'ny fiforonan'ny fatorana sy ny fihetsika simika izy ireo.
Rafitra Atomika sy Fifamatorana Simika
Apetraka ao anaty akorandriaka angovo samihafa ny elektrôna ao amin'ny atôma mifototra amin'ny fitsipiky ny Aufbau, ny fitsipiky ny Hund, ary ny fitsipiky ny fanilikilihana Pauli. Ny elektrôna ao amin'ny akorandriaka ivelany indrindra (antsoina hoe elektrôna valence) dia misy fiantraikany lehibe amin'ny toetra simika sy ny fihetsiky ny atôma. Ireo elektrôna valence ireo dia azo afindra na zaraina amin'ny atôma hafa mba hamorona fatorana simika, toy ny fatorana covalent, fatorana ionika, ary fatorana metaly.
1. Fatorana kovalanty:
– Mitranga rehefa mizara elektrôna valensa iray na maromaro ny atôma roa. Matetika izany no mitranga amin'ny molekiola organika toy ny rano (H2O) sy metana (CH4).
2. Fatorana Ionika:
– Mitranga rehefa manome iray na maromaro amin'ireo elektrôna valensany amin'ny atôma hafa ny atôma iray, ka miteraka iôna (cation) misy fiampangana tsara sy iôna (aniona) misy fiampangana ratsy izay mifampisintona. Ohatra mahazatra ny sira latabatra (NaCl), izay misy iôna sodium (Na+) sy klôro (Cl-).
3. Fatorana metaly:
– Mitranga rehefa mitsingevana malalaka eo anelanelan'ny ion-metaly misy fiampangana tsara ny elektrôna valence, ka mahatonga azy ireo "hifampikasoka" mafy ary manome ny metaly toetra miavaka toy ny fitarihana herinaratra sy ny fahafaha-milefitra.
Isotopa sy Lanja Atomika
Ny isotopa dia karazana singa iray ihany izay manana isa neutron samihafa ao amin'ny nokleiny. Ohatra, ny isotopa mahazatra indrindra amin'ny karbônina dia ny karbônina-12 (prôtôna 6 sy neutron 6) ary ny karbônina-14 (prôtôna 6 sy neutron 8). Ny lanjan'ny atomika amin'ny singa iray dia ny lanjan'ny isotopa rehetra ao aminy, izay refesina amin'ny singa lanjan'ny atomika (amu).
Famaranana
Ny fahatakarana ny firafitry ny atôma no zava-dehibe amin'ny fahatakarana ny zavatra sy ny fifandraisany eo amin'izao rehetra izao. Nanomboka tamin'ny foto-kevitr'i Democritus voalohany momba ny atôma ka hatramin'ny modely mekanika koantika maoderina, ny fivoaran'ny teoria atôma dia nanova ny fomba fijerintsika izao tontolo izao. Ny atôma, miaraka amin'ireo singa ao aminy toy ny prôtôna, neutron ary elektrôna, dia mandrafitra ny zavatra rehetra ary mitana anjara toerana lehibe amin'ny fihetsika simika sy ny toetra ara-fizikan'ny zavatra. Amin'ny alàlan'ny fikarohana lalindalina kokoa, ny mpahay siansa dia manohy mahita bebe kokoa momba ny toetran'izao rehetra izao, manokatra fahafahana vaovao amin'ny teknolojia sy ny siansa.
