Atomet er ét af de vigtigste begreber inden for kemiens verden. Grundlæggende er det en kerne, der består af protoner og neutroner, der er omgivet af elektroner. Er du nysgerrig efter at vide mere om, hvordan et atom er opbygget, så er du kommet til det rette sted. Herunder finder du nemlig information om netop dette.

Hvad er et atom?

Atomer kan betragtes som grundstenene til et grundstof. Det er nemlig den mindste mængde, man kan have af et grundstof, før det mister dets egenskaber. Et atom er ikke udeleligt, men fjerner man noget af det, vil det resultere i at dets egenskaber forsvinder eller undgår en forandring. Et atom er også meget, meget småt.

Eksempelvis har et kulstofatom en bredde, der lyder på blot 170 pm. Det kan være svært at forholde sig til, uden en sammenligning. Derfor kan det nævnes, at en menneskenegl til sammenligning vokser med omtrent 69.500 pm i minuttet. Det understreger bestemt det faktum, at et atom har en meget, meget lille størrelse.

Hvordan er et atom opbygget?

Et atom er bestående af tre forskellige typer af partikler: neutroner, protoner og elektroner. Det er hhv. dets protoner og neutroner, der udgør selve kernen i atomet. De bliver holdt sammen af særlige kernekræfter. Elektronerne bevæger sig derimod rundt om den føromtalte kerne, der er udgjort af protoner og neutroner.

Faktisk er kerne ekstremt lille i forhold til resten af atomet, men på trods af dette, så indeholder kernen faktisk størstedelen af massen. Det er gældende, da både protoner og neutroner har en masse på, der lyder på omtrent 1 U. U er en atommasseenhed, der udtales unit, som bruges til at angive størrelsen på massen.

Elektronerne vejer derimod kun 0,00055 U, hvorfor de er cirka 1.800 gange mindre end både protonerne og neutronerne. Som det også er angivet tidligere, så er det svært at forestille sig størrelsen. Derfor kan det – til sammenligning – nævnes at 1 U er svarende til blot 1,6710 opløftet i -27 kg. De er derfor også særdeles små.

Notation for atomer

Det er antallet af både protoner, neutroner og elektroner, der er afgørende for hvilket atom, der er tale om. Den typiske notation er som følgende: A * Z / X opløftet i (x/i). A angiver antallet af protoner og neutroner i kernen, mens Z angiver antallet af protoner i atomkernen. X er grundstoffets symbol, som kaldes atomtegnet.

Antallet af +/i’er angiver, hvor mange elektroner atomet indeholder i forhold til Z. Det er Z, der afgør hvilket grundstof, der er tale om. Dertil angiver det også antallet af protoner i selve kernen. Er det et atom med seks protoner i kernen, så er det kulstof (C). Antallet af neutroner afgør hvilken isotop af grundstoffet, det er.

Som udgangspunkt vil en isotop med lige mange neutroner og protoner være den mest stabile. Dertil vil det også være den, der kan findes mest af i naturen. Du kan dog også finde kulstof i en radioaktiv form, der kaldes kulstof-14, der har en lang halveringstid. Det er en isotop, der har seks protoner og otte neutroner i sin kerne.

Atomets bestanddele har elektriske ladninger

Hvis du skal have en komplet forståelse af atomet, så skal det gøres klart, at dets bestanddele har en række elektriske ladninger. Neutronen er neutral, mens protonen har en elementarladning på +1 elektronvolt (e). Elektronen har en ladning på -1 e. Det er neutralt ladet, hvis antallet af elektroner og protoner er ens.

Hvad det betyder er, at de vil udligne hinanden. Derfor har kulstof i alt seks elektroner. Har det syv elektroner, så vil ladning ikke længere være 0, men vil i stedet være -1 e. Hvis et atom har en ladning, så kaldes det for en ion. I det periodiske system er der kun inkluderet neutrale atomer med et ens antal neutroner og protoner.

Det bør dertil også nævnes, at det er på dette niveau, man arbejder, når man skal udvinde atomenergi på et atomkraftværk. Det er ganske enkelt et spørgsmål om at få atomer til at fusionere (smelte sammen), så de er i stand til at udsende energi. Det er et meget avanceret emne, der går ind undre kategorien kernefysik.

Hvad er et atomtegn?

Et atomtegn er det tegn eller symbol, der angiver det grundstof, der er tale om. Som eksempel er tegnet for natrium Na, mens det for helium er He. Det er dog ikke alle atomtegn, der er helt så ligetil som disse. F.eks. er atomtegnene for jern og bly hhv. Fe og Pb. Det skyldes at det er en forkortelse for deres latinske navne.

Hvad er et atoms atommasse?

Atommassen er massen af alle protoner, elektroner og neutroner, som et givent atom indeholder. Derfor er det også forskelligt fra grundstof til grundstof, men også for grundstoffernes forskellige isotoper. Derfor er massen også afhængig af forekomsten grundstoffets forskellige isotoper, hvorfor den også varierer en del.

Derfor er der altså tale om et vægtet gennemsnit, der repræsenterer for den reelle forekomst af grundstoffet. Atommassen er der ofte også kendt som atomvægt.

Elektroner har en lille masse i forhold til protoner og neutroner, så derfor vil atommassen ikke ændre sig, hvis et atom optager eller afgiver en elektron. Det er også ensbetydende med at de forskellige ladninger ikke vil have relevans for den samlede atommasse.

Mol og Avogadros konstant

Som der er givet udtryk for tidligere, så er massen af et atom meget lille. Derfor har man valgt at bestemme hvor mange atommasseenheder, der er på et gram. Det er et tal, der bruges til at angive, hvor mange atomer med en masse på fx 12 U, man skal have for at få 12 gram af stoffet. Tallet er 6.02214076×10 opløftet i 23.

Det er et tal, der kaldes for enten Avogadros tal eller Avogadros konstant. I praksis bliver det dog kaldt for et mol, da det er en notation, der er mere overskuelig. Hvis man fx har fire mol, så vil man dermed også have fire gange 6.02214076×10 opløftet i 23. Atommassen af jern vises i det periodiske system på op til 55,85 U.

Det betyder at hvert mol jern vejer 55,85 gram. På den måde kan man finde frem til at fire mol jern vejer 223,4 gram. Massen bliver derfor ofte ændret fra enheden U til den molare masse, der måles i g/mol. Det er muligt, da begge dele har samme numeriske værdi. Derfor vil fire U også være det samme som 12 g/mol.

Der er udarbejdet flere atommodeller

Gennem tiden er der blevet udarbejdet en lang række forskellige modeller, der bruges til at beskrive et atoms opbygning. Den mest korrekte og dermed også mest valgte er dog Bohrs atommodel. Det er også den model, som ovenstående afsnit er udarbejdet ud fra. Typisk er det også denne model, der bruges i skoler osv.

Det er en atommodel, der har en positivt ladet atomkerne i centrum af atomet, mens den også har negativt ladede elektroner, der cirkulerer rundt. Elektronerne bliver holdt på plads af de elektrostatiske kræfter. Det er kun muligt for elektronerne at cirkulere om atomkernen i særlige baner, som bliver kaldt for skaller.

Der er derfor også en række skaller omkring selve kernen. Des flere elektroner et atom har, des flere skaller vil ende med at blive udfyldt.