Ատոմներ

Ատոմ, քիմիական տարրի հատկություններ ունեցող փոքրագույն մասնիկ։ Ցանկացած պինդ մարմին, հեղուկ, գազ կամ պլազմա կազմված է չեզոք կամ իոնացված ատոմներից։ Ատոմները շատ փոքր են. սովորաբար մոտ 100 պիկոմետր (մեկ մետրի տասը միլիարդերորդը)։

Փոքր չափերի պատճառով ատոմների վաքագծի վերաբերյալ դասական ֆիզիկայի կանխատեսումները նկատելիորեն սխալ են, ինչը պայմանավորված է քվանտային էֆեկտներով։ Ֆիզիկայի զարգմացման ընթացքում ատոմային մոդելները հիմնվել են քվանտային սկզբունքների վրա՝ ատոմի վարքագիծն ավելի լավ կանխատեսելու և բացատրելու համար։

Ցանկացած ատոմ կազմված է մեկ միջուկից և մեկ կամ ավելի էլեկտրոններից։ Միջուկը կառուցված է մեկ կամ ավել պրոտոններից և սովորաբար գրեթե նույն քանակությամբ նեյտրոններից։ Պրոտոններն ու նեյտրոնները կոչվում են նուկլոնները։ Ատոմի զանգվածի ավելի քան 99.94%-ը միջուկն է։ Պրոտոններն ունեն դրական, էլեկտրոնները՝ բացասական, իսկ նեյտրոնները՝ չեզոք էլեկտրական լիցք։ Եթե ատոմում էլեկտրոնների և պրոտոնների թիվը հավասար է, ուրեմն այն էլեկտրականապես չեզոք է։ Եթե ատոմում պրոտոնների համեմատ կան ավել կամ պակաս էլեկտրոններ, ուրեմն այն համապատասխանաբար բացասական կամ դրական լիցք ունի և կոչվում է իոն։

Ատոմում էլեկտրոնները միջուկի հետ կապված են էլեկտրամագնիսական ուժի միջոցով։ Պրոտոնները և նեյտրոնները միջուկում կապված են միջուկային ուժերով, որոնք սովորաբար ավելի ուժեղ են էլեկտրամագնիսական ուժերից և չեզոքացնում են դրական լիցք ունեցող պրոտոնների միջև եղած վանող ուժերին։ Որոշակի պայմաններում վանող էլեկտրամագնիսական ուժը կարող է միջուկային ուժերից ուժեղ դառնալ, ինչի հետևանքով միջուկից կարող են նուկլոններ հեռանալ (այս միջուկային տրոհման արդյունքում առաջանում է այլ քիմիական տարր)։

Ատոմում պրոտոնների քանակով է պայմանավորված թե ինչ քիմիական տարրի ատոմ է այն. օրինակ՝ պղնձի բոլոր ատոմները ունեն 29 պրոտոն, իսկ նեյտրոնների թվով պայմանավորված է թե քիմիական տարիի որ իզոտոպից է ատոմը։ Էլեկտրոնների քանակը ազդեցություն ունի ատոմի էլեկտրամագնիսական հատկությունների վրա։ Քիմիական կապերի միջոցով ատոմները կարող են քիմիական միացություններ կազմել, ինչպես օրինակ մոլեկուլները։

Մոլեկուլ, երկու կամ ավելի ատոմներից բաղկացած էլեկտրականապես չեզոք խումբ: Ատոմները միասին պահվում են քիմիական կապերի միջոցով^{[1][2][3][4][5]}: Մոլեկուլները տարբերվում են իոններից էլեկտրական լիցքի բացակայությամբ: Բայց քվանտային ֆիզիկայում, օրգանական քիմիայում և կենսաքիմիայում «մոլեկուլ» տերմինն հաճախ գործածվում է պակաս խստությամբ և օգտագործվում է նաև բազմատոմ իոնների դեպքում: Գազերի կինետիկ տեսության մեջ «մոլեկուլ» տերմինը հաճախ օգտագործվում է ցանկացած գազանման մասնիկի համար՝ անկախ նրա բաղադրությունից: Համաձայն այդ սահմանման՝ ազնիվ գազերի ատոմները համարվում են մոլեկուլներ, քանի որ նրանք հանդես են գալիս միատոմ մոլեկուլներով^[6]:

ՄՈԼԵԿՈՒԼՆԵՐ

Մոլեկուլը կարող է լինել հոմոմիջուկային, այսինքն՝ կազմված լինել միևնույն քիմիական տարրի ատոմներից, ինչպես թթվածինը (O₂)_, կամ կարող է լինել հետերեմիջուկային՝ մեկից ավելի քիմիական տարրերից բաղկացած միացություն, օրինակ՝ ջուրը (H₂O): Ատոմները և կոմպլեքս միացությունները, որոնց փոխազդեցությունը ոչ կովալենտային է (ջրածնային և իոնական կապեր), սովորաբար չեն համարվում առանձին մոլեկուլներ^[7]: Մոլեկուլները, որպես նյութի բաղադրիչներ, առկա են օրգանական նյութերում, հետևաբար և կենսաքիմիայում: Նրանք կազմում են նաև օվկիանոսների և մթնոլորտի մեծ մասը: Երկրագնդի վրա մեզ հայտնի պինդ նյութերի մեծ մասը, այդ թվում նաև միներալները, որոնք կազմում են երկրակեղևը, միջնապատյանը և Երկրի միջուկը, պարունակում են շատ քիմիական կապեր, բայց բաղկացած են չնույնականացված մոլեկուլներից: Բացի դրանից, տիպիկ մոլեկուլը չի կարող բնորոշել իոնային բյուրեղները (աղեր) և կովալենտ բյուրեղները (ցանցային կապերով մարմիններ), չնայած նրանք հաճախ բաղկացած են կրկնվող տարրական բջիջներից, որոնք տարածվում են կամ հարթության վրա (գրաֆիտ), կամ եռաչափ տարածության մեջ (ալմաստ, քվարց, նատրիումի քլորիդի բյուրեղ): Կրկնվող տարրական մասնիկների թեման ակտուալ է նաև մետաղական կապ պարունակող խտացված ֆազերի համար, որը նշանակում է, որ պինդ մետաղները ևս բաղկացած չեն մոլեկուլներից: Ապակիներում, որոնցում գոյություն չունի մասնիկների կարգավորված դասավորություն, ատոմները կարող են միմյանց հետ կապված մնալ քիմիական կապերով առանց որևէ որոշակի մոլեկուլ կամ կրկնվող միացություններ առաջացնելու, որոնք բնութագրական են բյուրեղներին: