Άτομα Και Μόρια ⚛️
Πώς μπορούμε να μιλήσουμε για τα άτομα και τα μόρια, αφού δεν μπορούμε να τα δούμε με τα μάτια μας, παρόλο που οι επιστήμονες μάς βεβαιώνουν ότι υπάρχουν; Για να τα περιγράψουμε, χρησιμοποιούμε τη φαντασία μας, αλλά και χρωματιστά σφαιρίδια, που τα ονομάζουμε προσομοιώματα.
Η ατομική θεωρία
Πώς μετατρέπεται το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο; Για να εξηγήσουν τέτοια φαινόμενα, οι επιστήμονες διατύπωσαν την ατομική θεωρία, ένας σταθμός στην ιστορία των Φυσικών Επιστημών. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η ύλη αποτελείται από άτομα, δηλαδή από μικροσκοπικά σωματίδια που δεν τέμνονται σε μικρότερα. Τα άτομα ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν πιο σύνθετα σωματίδια: τα μόρια.
Η έννοια του ατόμου είναι πολύ παλιά. Ήδη από τον 5ο αιώνα π.Χ., ο Λεύκιππος και ο μαθητής του Δημόκριτος είχαν υποστηρίξει ότι η ύλη αποτελείται από άτομα και κενό χώρο. Κατά τον Δημόκριτο, τα άτομα ήταν άφθαρτα και αναλλοίωτα σωματίδια. Για αιώνες η θεωρία αυτή δεν έπαιξε σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της επιστήμης. Στις αρχές του 19ου αιώνα, όμως, ο Τζον Ντάλτον (John Dalton, 1766-1844) την επανέφερε και την υποστήριξε με πειραματικά δεδομένα. Γι' αυτό θεωρείται ο πατέρας της ατομικής θεωρίας.
Η λέξη «άτομο» προέρχεται από το αρχαίο ελληνικό «α + τέμνω», δηλαδή «αυτό που δεν τέμνεται». Οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι είχαν φανταστεί την ιδέα του ατόμου αιώνες πριν αποδειχθεί επιστημονικά.
Χημικά στοιχεία και χημικές ενώσεις
Στα παιχνίδια κατασκευών, με λίγα μόνο είδη απλών τουβλάκιων τα παιδιά μπορούν να φτιάξουν πάρα πολλές διαφορετικές κατασκευές. Έτσι και στη φύση, από περίπου 100 είδη ατόμων δημιουργείται όλος ο κόσμος γύρω μας, όπως και εμείς οι ίδιοι.
Τα άτομα μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους και να δημιουργούν μόρια:
- Όταν ενώνονται όμοια άτομα, δημιουργούνται μόρια χημικών στοιχείων.
- Όταν ενώνονται διαφορετικά άτομα, δημιουργούνται μόρια χημικών ενώσεων.
| Χημικά στοιχεία | Χημικές ενώσεις |
|---|---|
| Τα μόριά τους αποτελούνται από όμοια άτομα. | Τα μόριά τους αποτελούνται από διαφορετικά άτομα. |
Πώς αναπαριστάνουμε τα άτομα και τα μόρια
Με τι μοιάζουν τα άτομα; Είναι δύσκολη ερώτηση, αφού κανείς δεν τα έχει δει με τα μάτια του. Σύμφωνα με τη θεωρία του Ντάλτον, τα άτομα μοιάζουν με μικρές σφαίρες. Η άποψη αυτή ενισχύεται και από σύγχρονα ευρήματα, γι' αυτό παριστάνουμε τα άτομα με σφαιρίδια — στο επίπεδο, με απλούς κύκλους. Τα σφαιρίδια και οι κύκλοι ονομάζονται προσομοιώματα ατόμων.
Ενώ τα πραγματικά άτομα είναι πάρα πολύ μικρά και δεν έχουν χρώμα, τα προσομοιώματά τους τα φτιάχνουμε πολύ μεγαλύτερα και χρωματιστά, ώστε να μπορούμε να τα διακρίνουμε το ένα από το άλλο.
Η διάσπαση του νερού με βάση την ατομική θεωρία
Το νερό, το υδρογόνο και το οξυγόνο αποτελούνται από μόρια, και τα μόρια αυτά αποτελούνται με τη σειρά τους από μικρότερα σωματίδια, τα άτομα. Όταν το νερό διασπάται σε υδρογόνο και οξυγόνο, αλλάζουν οι συνδυασμοί των ατόμων και δημιουργούνται νέα μόρια. Ωστόσο, ο αριθμός και το είδος των ατόμων παραμένουν σταθερά — τα άτομα δεν χάνονται ούτε δημιουργούνται, απλώς ανασυνδυάζονται.
Αν διασπαστεί μια ολόκληρη σταγόνα νερού, διασπάται ένας ασύλληπτα μεγάλος αριθμός μορίων.
Οι επιστήμονες υπολογίζουν ότι το ανθρώπινο κεφάλι αποτελείται από περίπου 9x10²⁶ άτομα. Για σύγκριση, όλα τα αστέρια του ορατού σύμπαντος μαζί υπολογίζεται ότι είναι περίπου 2x10²³, δηλαδή 4.500 φορές λιγότερα από τα άτομα του κεφαλιού σου! Φαντάσου, λοιπόν, πόσο μικρό πρέπει να είναι ένα μεμονωμένο άτομο.
Άτομο και σύνολο
Ένα μεμονωμένο άτομο ή ένα μεμονωμένο μόριο δεν έχει χρώμα. Μέσα σε ένα σύνολο ατόμων ή μορίων, όμως, αναπτύσσονται σχέσεις και αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους, από τις οποίες προκύπτει το χρώμα των χημικών στοιχείων ή των χημικών ενώσεων. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και με τον άνθρωπο: όταν εντάσσεται σε κοινωνικά σύνολα (οικογένεια, σχολείο, εργασία), διαμορφώνει τη συμπεριφορά του σε σχέση με αυτά, υποστηρίζει τους σκοπούς του συνόλου και αποκτά κοινωνική συνείδηση.