اجزای اتم

اَتُم کوچک‌ترین جزء اصلی غیر قابل تقلیل یک سامانهٔ شیمیایی است.

این واژه از واژهٔ یونانی atomos، به معنی بخش‌ناشدنی و نابریدنی گرفته شده است، که از پیشوند a، بمعنی نا-، و tomos، بمعنی برش، ساخته شده است.

اتم‌ها از طریق شیمیایی قابل تجزیه نیستند. باور امروزه بر این است که اتم از ذرات کوچک‌تری تشکیل شده است. قطر یک اتم معمولاً میان ۱۰ تا ۱۰۰ پیکومتر متفاوت است. قطر اتم ‎10^-10 متر است و اندازه هسته در مرکز اتم ‎۰/۰۰۰۰۱ بزرگی اتم است و یا به عبارتی دقیقتر قطر کامل هسته به طور میانگین ‎10^-15 متر است.

اتم هلیوم

مواد متنوعی که روزانه در آزمایش و تجربه با آن روبه‌رو هستیم، متشکل از اتم‌های گسسته است. وجود چنین ذراتی برای نخستین بار توسط فیلسوفان یونانی مانند ذیمقراطیس، لئوکیپوس و اپیکوروس، بدون ارائهٔ اثبات، پیشنهاد شد. سپس این مفهوم مسکوت ماند تا زمانی که در سده ۱۸ میلادی، راجر بوسکوویچ آن را احیاء نمود، و پس از آن از سوی جان دالتون در شیمی بکار برده شد.

راجر بوسکوویچ نظریهٔ خود را بر پایهٔ مکانیک نیوتنی قرارداد و آن را در سال ۱۷۵۸ میلادی تحت عنوان Theoria philosophiae naturalis redacta ad unicam legem virium in natura existentium چاپ کرد.

برپایه نظریه بوسکوویچ، اتم‌ها نقاط بی‌اسکلتی هستند که بسته به فاصلهٔ آنها از یکدیگر، نیروهای کشش و رانش بر یکدیگر وارد می‌کنند. جان دالتون از نظریهٔ اتمی برای توضیح چگونگی ترکیب گازها در نسبتهای ساده، استفاده کرد. در اثر تلاش آمادئو آووگادرو در سدهٔ ۱۹ میلادی، دانشمندان توانستند تفاوت میان اتم‌ها و مولکولها را درک کنند. در روزگار جدید، اتم‌ها به صورت تجربی مشاهده شده‌اند. در آزمایش‌ها نیز مشخص گردیده است که اتم‌ها خود از ذرات کوچک‌تری ساخته شده‌اند. در مرکز اتم، یک هستهٔ کوچک مرکزی مثبت متشکل از ذرات هسته‌ای (پروتون‌ها و نوترون‌ها)، و بقیه اتم فقط از پوسته‌های موج‌دار الکترون تشکیل شده است. معمولاً اتم‌های با داشتن تعداد مساوی الکترون و پروتون، از نظر الکتریکی خنثی هستند.

اتم‌ها عموماً بر حسب عدد اتمی که متناسب با تعداد پروتون‌های آن اتم است، رده‌بندی می‌شوند. برای مثال، اتم‌های کربن اتم‌هایی هستند که شش پروتون دارند. تمام اتم‌های با عدد اتمی یکسان، دارای ویژگی‌های فیزیکی یکسان بوده و واکنش شیمیایی یکسان از خود نشان می‌دهند. انواع گوناگون اتمها در جدول تناوبی فهرست شده‌اند. اتم‌های دارای عدد اتمی یکسان اما با جرم اتمی متفاوت (به علت تعداد متفاوت نوترون‌های آنها) ایزوتوپ نامیده می‌شوند.

ساده‌ترین اتم، اتم هیدروژن است که عدد اتمی آن یک است و یک پروتون و یک الکترون دارد. این اتم در بررسی موضوعات علمی، بویژه در آغاز شکل‌گیری نظریهٔ کوانتوم، بسیار مورد توجه بوده است.

واکنش شیمیایی اتم‌ها عمدتاً وابسته به آثار متقابل الکترون‌های آنهاست. بویژه الکترون‌هایی که در بیرونی‌ترین لایهٔ اتمی قرار دارند به نام الکترون‌های ظرفیتی، بیشترین اثر را در واکنش‌های شیمیایی نشان می‌دهند. الکترون‌های مرکزی (یعنی آنهایی که در لایهٔ بیرونی نیستند) نیز موثرند ولی به علت وجود بار مثبت هستهٔ اتمی، نقششان ثانوی است.

اتم‌ها گرایش زیادی به تکمیل لایهٔ الکترونی بیرونی خود (یا تخلیهٔ کامل آن) دارند، لایهٔ خارجی هیدروژن و هلیوم ظرفیت دو الکترون و در اتمهای دیگر ظرفیت هشت الکترون را دارند. این عمل با استفادهٔ مشترک از الکترون‌های اتمهای مجاور و یا با جدا کردن کامل الکترون‌ها از اتم‌های دیگر فراهم می‌شود. هنگامی که الکترون‌ها در مشارکت اتم‌ها قرار می‌گیرند، یک پیوند کووالانسی میان دو اتم تشکیل می‌شود. پیوندهای کووالانسی قوی‌ترین نوع پیوندهای اتمی هستند