アトムの定義と例
反物質とエキゾチックな原子は本当に存在しますか?
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原子は、の定義構造です。 エレメント 、化学的手段では壊すことができません。あ 典型的な原子 正電荷を持つ核からなる 陽子 および電気的に中性 中性子 負に帯電した 電子 この核を周回しています。ただし、原子は単一のプロトン (つまり、プロチウム) で構成される場合があります。 水素の同位体 ) 核として。の 陽子の数 アトムまたはその要素の同一性を定義します。
原子の大きさ、質量、電荷
原子の大きさは、陽子と中性子の数、および電子の有無によって異なります。典型的な原子サイズは、約 100 ピコメートル、つまり約 100 億分の 1 メートルです。体積の大部分は空の空間であり、電子が見つかる可能性のある領域があります。小さな原子は球対称になる傾向がありますが、これは大きな原子には常に当てはまるとは限りません。ほとんどの原子図とは異なり、電子は常に原子核の周りを円を描いて回っているわけではありません。
原子の質量範囲は 1.67 x 10-27kg（水素用）～4.52×10-25超重放射性核のkg。電子が寄与するため、質量はほぼ完全に陽子と中性子によるものです。 無視できる質量 原子に。
陽子と電子の数が等しい原子には、正味の電荷はありません。陽子と電子の数の不均衡は、原子イオンを形成します。したがって、原子は中立、正、または負の可能性があります。
発見
物質が小さな単位でできているという概念は、古代ギリシャとインドから存在していました。実際、「アトム」という言葉は古代ギリシャで造語されました。しかし、原子の存在はそれまで証明されませんでした。 ジョン・ダルトン 1800年代初頭の実験。 20 世紀になると、走査型トンネル顕微鏡を使用して個々の原子を「見る」ことが可能になりました。
電子は宇宙のビッグバン形成の非常に初期の段階で形成されたと考えられていますが、原子核は爆発からおそらく 3 分後まで形成されませんでした。現在、宇宙で最も一般的な種類の原子は水素ですが、時間の経過とともに存在するヘリウムと酸素の量が増加し、豊富な水素を追い越す可能性があります。
反物質とエキゾチック原子
宇宙で遭遇する物質のほとんどは、 原子 正の陽子、中性の中性子、および負の電子で。しかし、反対の電荷を持つ電子と陽子には反物質粒子が存在します。
陽電子は正の電子で、反陽子は負の陽子です。理論的には、 反物質原子 存在するか、作成される可能性があります。に相当する反物質 水素原子 (反水素) は、1996 年にジュネーブで開催された CERN (欧州原子核研究機構) で生成されました。通常の原子と反原子が衝突すると、かなりのエネルギーを放出しながら互いに消滅します。
陽子、中性子、または電子が別の粒子に置き換えられたエキゾチック原子も可能です。たとえば、電子は ミュオン ミューオン原子を形成します。これらのタイプの原子は自然界では観察されていませんが、実験室で生成される可能性があります。
アトムの例
原子ではない物質の例としては、水 (H2O)、 食卓塩 (NaCl)、およびオゾン (O3）。基本的に、複数の元素記号を含むか、または記号の後に添字が付いている組成を持つ材料。 元素記号 原子ではなく、分子または化合物です。