Juba väga ammusel ajal huvitas inimesi, millest maailm koosneb. Ligikaudu 2400 aastat tagasi elasid Vana-Kreekas õpetlased, kes arvasid, et maailm koosneb arvutust hulgast üliväikestest osakestest. Need osakesed on nii väikesed, et neid pole silmaga näha ega saa ka kõige teravama lõikeriistaga omakorda osadeks jagada. Nad nimetasidki neid osakesi jagamatuteks ehk „aatomiteks”. Selle sõna järgi nimetatakse neid õpetlasi atomistideks.
Atomistide arvates on „aatomid” kuju, suuruse ja massi poolest väga mitmekesised: neid on krobelisi, siledaid, ümmargusi, kandilisi, mõned on konksukestega. „Aatomid” liiguvad tühjuses, põrkuvad omavahel kokku, haakuvad üksteisega, lähevad lahku. „Aatomite” kombinatsioonidest moodustubki kogu looduse mitmekesisus.
Atomistid jõudsid sellisele arvamusele loogilise arutelu teel. Nende väiteid ei saadud aga väga pikka aega ei katsete ega vaatlustega kontrollida.
Alles 20. sajandi alguseks oli teadus ja tehnika nii kaugele arenenud, et õnnestus aatomite olemasolu lõplikult tõestada. Tänapäeval teame, et kõik ained koosnevad aatomitest. Kogu maailma aluseks on üsna väike arv erinevat liiki aatomeid. Aatomite ühinemise tulemusena tekivad aga väga mitmekesised suuremad aineosakesed – molekulid.
Kõik asjad – riided, telefon, kreemid, kapsas ja porgand, kõik mida me suudame asjadena mõelda, koosnevad aatomitest.
- Milline on aatomi ehitus?
- Mille poolest aatomid üksteisest erinevad?
Aatomi mudel
Aatomid on nii väikesed, et neid pole võimalik näha. Siiski on teadlased paljude kaudsete uurimuste tulemusena saanud aatomitest küllalt hea ettekujutuse. Kujutlus objektist on teatavasti mudel. Sellepärast räägitaksegi aatomimudelist.
Ligikaudu 100 aastat tagasi tehti kindlaks, et aatom ei ole jagamatu, nagu arvasid atomistid. Avastati, et aatom koosneb erisugustest osakestest.
Aatomi keskel on aatomituum, mis koosneb prootonitest ja neutronitest. Prootonid on positiivse elektrilaenguga osakesed, neutronid on elektrilaenguta osakesed.
Aatomituuma ümber tiirlevad tohutusuure kiirusega negatiivse elektrilaenguga osakesed – elektronid. Elektronid on prootonitest ja neutronitest tuhandeid kordi väiksemad. Elektronid moodustavad aatomituuma ümber elektronkatte.
Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest.
Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest.
Tuuma läbimõõt on aatomi läbimõõdust 100 000 korda väiksem. Kui joonistaksime aatomituuma nööpnõelapea suurusena, siis aatom tuleks joonistada nii suur, et selle sisse mahuks normaalmõõtmetes jalgpalliväljak. Kui võrrelda tuuma massi aatomi enda massiga, siis tuuma mass moodustab praktiliselt kogu aatomi massi. Elektronide mass on nii tühine, et enamasti jäetakse see vaatluse alt välja.
Väide | Atomistide arvamus | Tänapäevane teadmine |
Maailm koosneb aatomitest. | ||
Aatomeid pole palja silmaga näha. | ||
Aatomeid ei saa osadeks jagada. | ||
Aatomid on erineva kuju, suuruse ja massiga. | ||
Mõned aatomid on kandilised, mõned konksudega. | ||
Aatomid liiguvad tühjuses. | ||
Aatomid võivad omavahel liituda. | ||
Erinevat liiki aatomeid on suhteliselt vähe (118 elementi). | ||
Aatom koosneb osadest (elektronid ja tuum). | ||
Aatomi olemasolu saab tõestada katsetega. |
Keemilised elemendid
Aatomi põhilised omadused sõltuvad prootonite arvust tuumas ja aatomi elektronkatte ehitusest. Prootonite arv aatomituumas määrab ära aatomi tüübi.
Aatomeid, mille tuumas on sama arv prootoneid, nimetatakse keemiliseks elemendiks.
Näiteks, kui aatomi tuumas on üks prooton, siis on tegemist keemilise elemendiga vesinik ja kõiki selliseid aatomeid nimetatakse vesiniku aatomiteks. Kui aatomituumas on kaks prootonit, siis on tegemist keemilise elemendiga heelium. Süsiniku aatomi tuumas on 6 prootonit, hapniku aatomi tuumas 8 prootonit.
Iga prootoni kohta on ümber tuuma liikumas täpselt üks elektron. See tähendab, et vesiniku aatomis on 1 elektron, heeliumi aatomis 2 elektroni, süsiniku aatomis 6 elektroni, hapniku aatomis 8 elektroni.
Elektronidest sõltub see, millise elemendi aatomitega saab mingi aatom ühineda ja millistega mitte. Elektronide ja prootonitega on seotud ka elektrinähtused.
Kuidas keemilisi elemente tähistatakse
Erineva prootonite arvuga aatomeid ehk keemilisi elemente on veidi üle saja. Lühidalt tähistatakse keemilisi elemente sümbolitega. Keemilise elemendi sümbol on ühe- või kahetäheline lühend, mis on saadud elemendi ladinakeelsest nimetusest. Vesiniku tähis on H (ladina keeles Hydrogenium), hapniku tähis on O (Oxygenium) ja süsiniku tähis on C (Carboneum).
Joonistel kujutatakse aatomeid sageli lihtsustatult pallikestena. Tegelikkuses on aatomi elektronkate palju keerulisema kujuga. Eri elementide aatomite kujutised värvitakse eri värvi, sest nii on lihtsam joonisest aru saada. Tegelikku tähendust värvusel pole. Aatomid pole värvilised.
Keemiliste elementide tabel
Keemikud on paigutanud kõik keemilised elemendid (ühte tüüpi aatomid) kindla seaduspärasuse järgi tabelisse, mida nimetatakse perioodilisustabeliks. Elemendid on paigutatud tabelisse prootonite arvu kasvamise järjekorras. Elemendi järjekorranumber näitab, mitu prootonit on elemendi aatomi tuumas. Tabel koosneb ridadest ja tulpadest. Perioodilisustabelis on sarnaste omadustega elemendid paigutatud ühte tulpa.
Keemiliste elementide perioodilisustabelit vaata suuremalt õpiku lisast.
- hapnik
- heelium
- kuld
- süsinik
- vesinik
- pole võimalik vastata
Pean meeles
- Ained koosnevad aatomitest.
- Aatom koosneb tuumast ja elektronkattest.
- Elektronkatte moodustavad ümber tuuma liikuvad elektronid.
- Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest.
Küsimusi ja ülesandeid
Täida tabel, kasutades internetti või keemiliste elementide perioodilisustabelit õpiku lisas.
Keemiline element | Sümbol | Mitu prootonit? | Mitu elektroni? |
vesinik | |||
süsinik | |||
hapnik | |||
raud | |||
vask | |||
alumiinium | |||
kuld | |||
hõbe |
