دانشنامهمفهوم
اتم Atom
اتم کوچک‌ترین واحد یک عنصر شیمیایی است که خواص آن عنصر را حفظ می‌کند؛ از هستهای کوچک و چگال شامل پروتون و نوترون و ابری از الکترون‌ها دور آن ساخته شده است.
نام‌های دیگر: اتم چیست، ساختار اتم
هر چیزی که لمس می‌کنیم، از هوا تا فلز و بدن خودمان، از اتمها ساخته شده است. اتمها بسیار کوچک‌اند: قطر یک اتم حدود یک دهمیلیاردم متر است و در سر یک سوزن میلیاردها میلیارد اتم جا می‌گیرد. با این حال ساختار درونی آنها پیچیده است و پایهٔ شیمی و بخش بزرگی از فیزیک مدرن را می‌سازد.
اتم از چه ساخته شده است؟
اتم سه نوع ذرهٔ بنیادی‌تر دارد:
- پروتون: با بار الکتریکی مثبت، در هسته.
- نوترون: بدون بار، در هسته.
- الکترون: با بار منفی و بسیار سبک‌تر (حدود ۱۸۰۰ برابر سبک‌تر از پروتون)، که پیرامون هسته در «اوربیتال‌ها» قرار دارد.
هسته حدود صدهزار بار کوچکتر از خود اتم است ولی تقریباً همهٔ جرم اتم را دارد. اتم بیشتر خالی است. تعداد پروتون‌ها (عدد اتمی) مشخص می‌کند اتم چه عنصری است: یک پروتون هیدروژن، شش پروتون کربن. پروتون‌ها و نوترون‌ها خود از ذرات کوچک‌تری به نام کوارک ساخته شده‌اند.
تاریخچهٔ شناخت اتم چگونه بود؟
دموکریتوس در یونان باستان، از «اتم» به معنای تقسیم‌ناپذیر گفته بود، اما ایدهٔ علمی از قرن نوزدهم با جان دالتون آغاز شد. جی. جی. تامسون در ۱۸۹۷ الکترون را کشف کرد، رادرفورد در ۱۹۱۱ با تفسیر آزمایش ورقهٔ طلا (که گایگر و مارسدن در ۱۹۰۹ انجام دادند) وجود هسته را نتیجه گرفت و بور مدل مداری را ارائه داد. امروز می‌دانیم الکترون‌ها مسیر مشخصی ندارند و رفتارشان را مکانیک کوانتومی توصیف می‌کند: به جای مدار، «ابر احتمال» داریم.
اتمها از کجا آمده‌اند؟
هیدروژن و بیشتر هلیوم در چند دقیقهٔ نخست جهان ساخته شدند (هسته‌زایی مه‌بانگ). عناصر سنگین‌تر در درون ستاره‌ها (همجوشی ستاره‌ای) و در انفجار ابرنواخترها شکل گرفتند، پس بیشتر اتم‌های سنگین‌تر بدن ما (مثل کربن، اکسیژن و آهن) بازماندهٔ ستاره‌های مرده‌اند. اتمها می‌توانند با از دست دادن یا گرفتن الکترون یون شوند و در دماهای بسیار بالا به پلاسما می‌رسند. برخی هسته‌ها ناپایدارند و پرتوزایی نشان می‌دهند.
پرسش‌های رایج
### اتم از چه ساخته شده است؟
از هستهای که پروتون و نوترون دارد و الکترونهایی که اطراف آناند.
### اتم چقدر کوچک است؟
قطر اتم حدود یک دهمیلیاردم متر (۰٫۱ نانومتر) است. هسته هم حدود صدهزار بار از آن کوچکتر است.
### آیا اتمها تقسیمناپذیرند؟
نه. اتم از ذرات کوچکتر ساخته شده و با واکنشهای هستهای هم میتواند تغییر کند، هرچند «اتم» به معنای واحد شیمیایی عنصر همچنان مفید است.
### چرا بیشتر اتم خالی است؟
چون هسته بسیار کوچکتر از ابر الکترونی است و میان آنها فضای تقریباً خالی وجود دارد.