Атом гэж юу вэ ?
Атом ньтухайн элементийн химийн шинж чанарыг хадгалж байдагхамгийн жижиг нэгж бөгөөд протон, нейтрон, электрон гэсэн бөөмсөөс тогтдог.
Атом бол материйг бүрдүүлэгч суурь бүтэц юм. Биднийг хүрээлж буй бүхий л зүйлс болох агаар, ус, чулуу, ургамал, амьтад болон бидний биеийн доторх бүх зүйл атомуудаас бүрддэг.
Атом нь маш жижиг бөгөөд тухайн элементийн химийн шинж чанарыг хадгалж үлддэг хамгийн жижиг хэсэг юм. Эртний Грекчүүд атомыг цааш задрах боломжгүй, оршин буй хамгийн жижиг бөөмс гэж үздэг байсан бөгөөд “атом” гэдэг үг нь грек хэлний “хуваагдашгүй” гэсэн утгатай үгнээс үүсэлтэй. Хүний нэг ширхэг үс нь давхарлан байруулсан 500 000 нүүрстөрөгчийн атомтай тэнцэх зузаантай байдаг.
| Дээрхи гэрэл зурагт Стронций хэмээх металлын ганцатом лазерын гэрлийг шингээн авч, буцаан ялгаруулж байгааг харуулж байна. Зурагт харагдаж буй электродууд хоорондоо хоёрмиллиметрийн зайтай. (Гэрэл зураг: Дэвид Надлингер/Оксфордын их сургууль) |
Атомуудыг нүдээр болон энгийн гэрлийн микроскопоор харах боломжгүй. Учир нь атом бол үзэгдэх гэрлийн долгионыг хазайлгаж чадахааргүй хэт жижиг байдаг тул гэрэлд суурилсан микроскопоор ажиглагдахгүй. Харин атомуудтай харилцан үйлчилж чаддаг электроны долгион үүсгэдэг электрон микроскопоор атомуудыг харж болно. Дээрх зурагт атом нь лазерын гэрлийг шингээн авч, буцаан цацруулж буйг харуулж байна
Атомууд юунаас тогтдог вэ?
Атом бүр протон, нейтрон, электрон гэсэн гурван төрлийн бөөмсөөс тогтоно. Атомын төв хэсэгт маш нягт цөм байрлах бөгөөд цөм нь протон ба нейтроноос бүрддэг ба атомынхаа өчүүхэн жижиг зайг эзэлнэ. Хэрвээ атомын цөмийг “шилэн бөмбөлөг” – ийн хэмжээтэй гэж үзвэл, тухайн атомын хэмжээ нь спортын цэнгэлдэх хүрээлэн шиг хэмжээтэй юм.
Протонууд эерэг цахилгаан цэнэгтэй, харин нейтронууд цэнэггүй байдаг. Цөм буюу протон, нейтрон нь “цөмийн хүч” хэмээх хүчний нөлөөгөөр тогтвортой баригдана. Энэ хүч нь протон ба нейтронуудыг цөмийн хэмжээтэй ойролцоо зайд барьж байдаг. Ийм зайд цөмийн хүч нь протонуудын хооронд үүсэх цахилгаан түлхэлцлээс (ижил цэнэгтэй тул протонууд нь хоорондоо түлхэлцэнэ) илүү хүчтэй байдаг. Харин энэ зай холдох тусам цөмийн хүч маш хурдан багасаж бараг нөлөөгүй болдог.
Атомын цөм дэх протоны тоогоортухайн атом ямар элемент болохыг тодорхойлдог. Жишээлбэл, нэг протонтой атом нь устөрөгч, харин найман протонтой атом нь хүчилтөрөгч юм. Цөмийг тойрон сөрөг цэнэгтэй бөөмс болох электронуудын үүл байрладаг. Атомын цөм ба электронууд нь Кулоны хүчний харилцан үйлчлэлээр (цэнэгтэй бөөмсийн хоорондын таталцал, түлхэлцлийг тайлбарладаг физикийн хүч) холбогдож байдаг. Гэвч электрон нэмэлт энерги авбал, атомоос сугарч гарна. Ингэснээр атом эерэг цэнэгтэй ион болж хувирна.
Ион гэж юу вэ?
Сөрөг цэнэгтэй электрон болон эерэг цэнэгтэй протоны тоо тэнцүү байгаа атом нь саармаг байдаг. Учир нь эдгээр цэнэгүүд нэгийгээ тэнцвэржүүлдэг. Харин атом электрон нэмж авах эсвэл алдах үед тухайн атом ион болж хувирна
Саармаг атомын цахилгаан орон сул байдаг бол, цахилгаан цэнэгтэй буюу иончлогдсон атом нь хүчтэй цахилгаан оронтой байдаг. Иймээс эсрэг цэнэгтэй ион болон молекулуудтай хүчтэйтаталцдаг. Атомуудыг бусад атом, ион болон дэд атомынбөөмстэй мөргөлдөх замаар иончилж болно. Мөн гамма туяа эсвэл рентген туяанд өртөхөд иончлогддог. Ионжуулагч цацраг гэдэг нь атомоос электроныг салгаж чадахуйц хангалттай их энергитэй цацрагийг хэлнэ. Ийм цацраг нь бодисын химийн бүтцийг өөрчилж чаддаг. Жишээлбэл, амьд биетийн ДНХ-г гэмтээж болно.