Din ce e făcut totul?
Masa, apa, aerul, telefonul tău și tu: totul e construit din aceleași câteva piese. Sunt prea mici ca să le vezi. Hai să le numărăm oricum.
Totul e făcut din atomi
Orice lucru din jurul tău e făcut din bucățele minuscule numite atomi. Un singur grăunte de sare are peste un miliard de miliarde de atomi.
Se cunosc 118 feluri de atomi: elementele. Din combinațiile lor e făcut tot restul: apa, aerul, pietrele, oamenii.
Cât de mici? Dacă ai mări un măr până ar ajunge cât Pământul, atomii din el ar ajunge cam cât niște mere. Comparația e a fizicianului Richard Feynman.
Ce e înăuntru
În mijlocul atomului stă nucleul, făcut din două feluri de particule: protonii, cu sarcină pozitivă (+), și neutronii, fără sarcină.
În jurul nucleului se mișcă electronii, cu sarcină negativă (-). Plusul și minusul se atrag, așa că electronii rămân lângă nucleu.
Numărul de protoni e buletinul atomului: un proton înseamnă hidrogen, șase înseamnă carbon, opt înseamnă oxigen. Schimbi numărul de protoni, schimbi elementul.
Desenul cu electroni care se rotesc pe cercuri, ca planetele, e o simplificare. E util, dar atomul nu arată chiar așa. La „Detaliat” îți spun cum stau lucrurile.
Electronii nu au un drum precis. Fizica cuantică spune că putem ști doar unde e probabil să-i găsim: ca un nor, mai des în unele locuri și mai rar în altele. Cercurile din desen arată unde e norul cel mai des.
Și atomul e aproape gol. Dacă un atom ar fi cât un stadion, nucleul ar fi o mazăre în mijlocul terenului, iar electronii s-ar mișca pe undeva prin tribune.
Construiește un atom
Un atom de carbon are 6 protoni, de obicei 6 neutroni și 6 electroni. Cu 7 protoni ar deveni azot. Cu 8 neutroni devine carbon-14, un atom instabil, folosit ca să se afle vârsta oaselor și a lemnului vechi.
- Fă un atom de heliu neutru și stabil.nefăcută
- Fă un ion de litiu cu sarcina +1.nefăcută
- Fă carbon-14, cel cu care arheologii află vârsta unui os.nefăcută
- Fă oxigenul pe care îl respiri: neutru și stabil.nefăcută
Fapt sau legendă?
„Atomii sunt cele mai mici bucăți care există.”
„Când atingi masa, atomii tăi nu ating, de fapt, atomii mesei.”
„Mulți dintre atomii din tine acum nu erau în corpul tău acum câțiva ani.”
Experiment: cristale de sare
În sare, atomii sunt de fapt ioni: sodiul a dat un electron, clorul l-a primit. Fiecare ion de sodiu are în jur șase ioni de clor, și invers. Se așază într-o rețea de cuburi lipite unele de altele, de aceea și cristalul mare iese tot cub.
Nu se știe încă
Unele teorii spun că, într-un timp uriaș, și protonii s-ar putea dezintegra. Un detector din Japonia, un bazin subteran cu 50.000 de tone de apă, îi pândește de aproape 30 de ani. Până acum, niciunul. Dacă se întâmplă, un proton trăiește în medie mai mult decât un 1 urmat de 34 de zerouri de ani.
Testul lui Kokodel
- Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M. The Feynman Lectures on Physics, vol. I, cap. 1: „Atoms in Motion”, 1963.
- IUPAC. Periodic Table of the Elements.
- NIST. Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements.
- Super-Kamiokande Collaboration. Search for proton decay via p → e⁺π⁰ and p → μ⁺π⁰. Physical Review D 102, 112011, 2020.