Os químicos descobriram, há muito tempo, que todos os tipos de substancias encontradas na natureza eram combinações de um numero relativamente pequeno de matéria química básica, denominada elemento.
Esses elementos, por sua vez, são constituídos por átomos. Os átomos formam a menor parte dos elementos, ou seja, é a menor partícula que carateriza um elemento. Para se ter uma idéia, são tão pequenos que uma cabeça de agulha pode conter cerca de 60 milhões deles. Por muito tempo forma considerados indivisíveis, mas sabe-se que agora os átomos possuem uma estrutura, e que variações nesta estrutura dão origem a radioatividade.
#Curiosidade -> Embora existem 106 elementos conhecidos, 98% do planeta é constituído basicamente por seis elementos principais: ferro, oxigênio, magnésio, silício, enxofre e níquel.
O átomo possui todas as propriedades físicas e químicas para se identificar como um elemento particular. Os átomos são compostos de pequenas partículas as quais incluem os prótons, os nêutrons e os elétrons. A diferença básica entre um próton e um nêutron é a carga elétrica associada. Os prótons possuem uma carga positiva e os nêutrons não possuem carga. Os elétrons são bem menores, possuindo carga negativa. Os elétrons encontram-se em órbita ao redor do núcleo, de maneira similar à órbita dos planetas ao redor do sol, produzindo o que frequentemente é descrito como uma nuvem ao redor do núcleo. A extensão das órbitas dos elétrons determina o tamanho de um átomo. Se um átomo pudesse ser ampliado de tal maneira que o núcleo pudesse ter o tamanho de uma bola de bilhar, o elétrons ma externo seria um pequeno ponto quase 1,5Km distantes. Os prótons e nêutrons são muitos mais pesados que os elétrons, sendo que o número de prótons mais nêutrons no núcleo determina quão pesado cada átomo é e corresponde a aproximadamente 99,98% do peso total do átomo. Cada átomo possui um número diferente de elétrons nos orbitais ao redor do núcleo e é este fato que resulta em seu diferente comportamento químico.
O
Interior do Átomo
No
centro de um átomo está o seu núcleo, que apesar de pequeno, contém quase toda
a massa do átomo. Os prótons e os nêutrons são as partículas nele encontradas,
cada um com uma massa atômica unitária.
O
Número de prótons no núcleo estabelece o número atômico do elemento químico e,
o número de prótons somado ao número de nêutrons é o número de massa atômica.
Os elétrons ficam fora do núcleo e tem pequena massa.
Há
no máximo sete camadas em torno do núcleo e nelas estão os elétrons que orbitam
o núcleo. Cada camada pode conter um número limitado de elétrons fixado em 8
elétrons por camada.
Física Nuclear
O estudo do núcleo (centro) do átomo é chamado Física Nuclear. Como resultado desse estudo os cientistas descobriram maneiras de dividir o núcleo do átomo para liberar grandes quantidades de energia.
Ao se partir um núcleo, ele faz com que muitos outros se dividam, numa reação nuclear em cadeia. Nas usinas nucleares as reações são controladas e produzem luz e calor para nossos lares. Usinas nucleares produzem artificialmente grandes quantidades de energia.
O Sol é a maior fonte de energia nuclear. A cada segundo no interior do Sol, ocorrem milhões de reações nucleares em cadeia, pois, o intenso calor do Sol fazem com que seus átomos se choquem uns contra os outros e simulam em reações conhecidas como fusão nuclear. O núcleo de cada átomo libera energia que sentimos na forma de calor e enxergamos na forma luz. Enormes explosões de energias, chamadas de protuberâncias solares, ocorrem ocasionalmente na superfície do Sol.
Física de Partículas
Tudo que conhecemos consiste em minúsculos átomos, que são formados por partículas ainda menores e a Física de Partículas é o estudo dessas últimas que constituem os mais básicos blocos formadores da matéria no universo.
O estudo das partículas dá aos cientistas o conhecimento amplo do Universo e da natureza da matéria. Grande parte deles concorda que o universo se formou numa grande explosão, chamada de Big Bang. Segundos após o Big Bang, acredita-se que as partículas atômicas e a radiação eletromagnética foram as primeiras coisas que passaram a existir no Universo.
Partículas Fundamentais
Os físicos dividem as partículas atômicas fundamentais em três categorias: quarks, léptons e bósons. Os léptons são partículas leves como o elétron.
Os bósons são partículas sem massa que propagam todas as forças do Universo. O glúon, por exemplo, é um bóson que une os quarks e estes formam os prótons e os nêutrons no núcleo atômico.
Os quarks se combinam para formar as partículas pesadas, como o próton e o nêutron. As partículas formadas pelos quarks são chamadas hádrons. Tal como outras partículas tem cargas diferentes, tipos diferentes de quarks tem propriedades distintas, chamadas "sabores" e "cores" , que afetam a forma de como eles se combinam.
# Será complementado posteriormente.
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