Vetenskapskarta

Atomstruktur och kvantidéer

De här sidorna binder samman idéer som ofta lärs ut var för sig. Följ länkarna efter nyfikenhet: målet är att se hur atomstruktur, mätbara egenskaper och fysikaliska lagar förklarar varandra.

Utforska samband

Sources

·

Mendeleev.com · periodic table · chemistry · physics

Innan du går vidare

Prova själv

Knyt idén på sidan till en konkret situation. Identifiera storheten, partikeln eller fenomenet och fråga vad som ändras om bara en variabel ökar.

Börja med ett enkelt värde. Förutsäg först åt vilket håll resultatet bör gå och kontrollera sedan enheter och storleksordning.

Mendeleev.com · periodic table · chemistry · physics
Sources
Börja med ett enkelt värde. Förutsäg först åt vilket håll resultatet bör gå och kontrollera sedan enheter och storleksordning.

Storlek och massa

En atom består av en mycket liten positivt laddad kärna med protoner och neutroner, omgiven av elektroner som beskrivs kvantmekaniskt. Atomnumret Z är antalet protoner och bestämmer vilket grundämne atomen tillhör. I en neutral atom är antalet elektroner också Z, medan masstalet A är summan av protoner och neutroner.

En typisk atom har en diameter kring 10⁻¹⁰ meter, medan kärnans storlek ligger kring 10⁻¹⁵ meter. Nästan hela atomens massa finns alltså i en region som är oerhört liten jämfört med hela atomen. Elektronmolnet har ingen skarp kant, och elektroner ska inte föreställas som små planeter som följer exakta klassiska banor.

Protonen har laddningen +e, elektronen −e och neutronen ingen nettoladdning. Om antalet protoner ändras får man ett annat grundämne. Om antalet neutroner ändras får man en isotop av samma grundämne. Om endast antalet elektroner ändras får man en jon, utan att kärnans identitet ändras.

En neutral atom har Z=17 och A=37. Hur många protoner, neutroner och elektroner har den?

Elektroner upptar diskreta kvanttillstånd. Orbitaler betecknade s, p, d och f skiljer sig i form, antal tillåtna tillstånd och hur nära kärnan elektrontätheten kan tränga in. En orbital är en vågfunktion och ett sannolikhetsmönster, inte en färdig ritad bana.