Ce este atomul: curiozități care vor stârni interesul copilului

Ce este atomul

Atomul reprezintă cea mai mică particulă, care nu poate fi văzută, dar care intră în structura a tot ceea ce există. Odată ce se unesc, atomii nu ajung să fie doar părți ale ființelor vii, precum oamenii, plantele și animalele, ci se regăsesc și în structura aerului, apei, focului, pământului, planetelor și tuturor lucrurilor făcute de om.

Atomii sunt formați, la rândul lor, din părți mai mici, numite:

• Nucleu: se află în centrul atomului și este alcătuit din protoni și neutroni. Pentru că sunt localizați la nivelul nucleului, protonii și neutronii se numesc nucleoni;
• Electroni: particule care se învârt în exteriorul nucleului și care sunt atrași către acesta datorită protonilor. Electronii sunt de aprox. 1800 de ori mai mici decât protonii și neutronii. Pentru a-și imagina electronii, îndeamnă-ți copilul să se gândească la ei ca la mașini de curse, care circulă cu viteză foarte mare și creează impresia că se transformă într-un nor cețos.

Datorită numărului de protoni, de neutroni și de electroni, atomii sunt diferiți.

Pentru a-i explica micuțului tău ce este atomul, ia în calcul și informațiile incluse în videoclipul de mai jos.

Cine a descoperit atomul

Primele referiri la ideea de atom provin din Antichitate, mai exact din Grecia Antică. Astfel, anumiți gânditori greci au afirmat că atomul este unitatea de bază a materiei. Ulterior, pe parcursul secolelor al XIX-lea și al XX-lea, fizicieni și chimiști au realizat numeroase descoperiri legate de structura atomului și de relațiile dintre părțile acestuia.

Printre personalitățile cărora li se datorează informații esențiale despre atom se numără:

Democrit

Potrivit acestui filozof grec, universul include spațiul gol (vidul) și corpurile materiale. Acestea sunt formate dintr-un număr infinit de particule, pe care nimeni nu le poate diviza. Democrit numește particulele respective „atomos”, adică atomi, care înseamnă „indivizibili”. Pentru a se face cât mai bine înțeles, acesta se referă la o piatră, tăiată mai întâi pe jumătate. În cazul în care piatra este tăiată continuu, la un moment dat rezultă o bucată atât de mică, încât nu se mai poate diviza. Acea bucățică reprezintă, de fapt, un atom.

Alte idei aduse în prim-plan de gânditorul Democrit sunt:

• Atomii nu se schimbă niciodată;
• Atomii sunt veșnici;
• Atomii nu pot fi distruși. 

John Dalton

La începutul secolului al XIX-lea, John Dalton, fizician, chimist și meteorolog englez, constată că:

• Atomii sunt indivizibili;
• Când se grupează, atomii identici formează un element;
• Atomii incluși în elemente diferite au dimensiuni și însușiri diferite;
• Atomii dintr-un element nu pot fi transformați în atomi ai altui element;
• Când se combină unii cu alții, atomii formează compuși.

J.J. Thomson

Este un fizician britanic devenit faimos întrucât sesizează, în urma unor experimente, că atomul este format din unități mult mai mici decât el. De fapt, este vorba despre electroni. Ulterior, experimentele lui J.J. Thomson sunt  asociate modelului atomic al „budincii cu stafide”. Acest model include atomul, văzut ca o sferă, și electronii, ce „plutesc” în atom asemănător stafidelor dintr-o budincă. 

Ernest Rutherford

Fizician originar din Noua Zeelandă, Ernest Rutherford, alături de alți fizicieni, Hans Geiger și Ernest Marsden, realizează un experiment care dezvăluie noi informații despre structura atomului. În urma experimentului, din anul 1907, fizicienii observă că în structura atomului intră și un nucleu.

Patru ani mai târziu, în 1911, Ernest Rutherford precizează ce este atomul: o particulă densă, cu un nucleu. Electronii circulă în jurul nucleului, la o anumită distanță față de el. În același timp, acest fizician își dă seama că atomul este alcătuit, în cea mai mare parte, din spațiu gol.

Niels Bohr

Face parte dintre cei mai cunoscuți fizicieni ai lumii, reușind să primească un Premiu Nobel în fizică pentru descoperirile sale despre atom.

Niels Bohr menționează că electronii ocupă anumite orbite circulare în jurul nucleului atomului. Totodată, arată că, în momentul în care un electron trece de pe o orbită exterioară pe una interioară, emană energie. În schimb, un electron poate să absoarbă energie când trece de pe una dintre orbitele interioare pe una exterioară.

James Chadwick

Și acest fizician englez a primit Premiul Nobel în fizică, în anul 1935, deoarece a ajuns la concluzia că în interiorul nucleului atomului există particule mai mici decât acesta: neutronii.

Curiozități despre atom

Ca să stimulezi interesul copilului pentru știință și să-l motivezi să afle cât mai multe lucruri despre atomi, dezvăluie-i și curiozități precum: 

1. Chiar și cea mai mică persoană, cum ar fi un bebeluș de exemplu, este formată din trilioane de atomi. Trilioanele au 12 zerouri;
2. Corpul unei persoane include aprox. 7 octilioane de atomi (adică 7 urmat de 27 de zerouri). Aprox. 98% dintre aceștia se reînnoiesc an de an, dar fără ca noi să știm asta;
3. Lățimea unui atom variază între aprox. 0,1-0,5 nanometri. Un nanometru este de aprox. 100.000 de ori mai mic decât lățimea unui fir de păr; 
4. Atomii nu se pot vedea cu ajutorul unui microscop obișnuit. De aceea, oamenii de știință au inventat microscopul bazat pe scanarea cu efect de tunel. Datorită acestui microscop se pot observa atomii din structura celor mai diverse materiale;
5. Atomii se mișcă mai rapid în corpurile gazoase decât în cele solide și lichide. Când fac parte din corpurile solide, atomii sunt așezați foarte aproape unul de celălalt și nu au spațiu. Din acest motiv, ei nu se mișcă, doar vibrează;
6. Cel mai abundent atom din univers este hidrogenul. Spre exemplu, aprox. 74% dintre atomii din Calea Lacteea sunt atomi de hidrogen;
7. În prezent, există 118 atomi diferiți. Ei corespund celor 118 elemente incluse într-un tabel, numit tabelul periodic al elementelor. Aprox. 92 dintre elemente se găsesc în natură, iar restul sunt făcute de oameni, în laboratoare speciale. Primul atom obținut în laborator este technețiul;
8. Zonele în care sunt așezați electronii se numesc orbitali. Pe fiecare orbital pot fi așezați cel mult 2 electroni. Atomii cu mai mulți electroni au mai mulți orbitali;
9. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că se pot forma noi atomi dacă se adaugă protoni în nucleul atomilor deja existenți;
10. Când atomii se unesc, formează molecule. Spre exemplu, o moleculă de apă conține 2 atomi de hidrogen și 1 atom de oxigen. 

În cazul în care ai un copil foarte bine familiarizat cu noțiuni de bază legate de ceea ce este atomul, îi poți spune că există și particule mai mici decât neutronii și protonii. Acestea se numesc:

• Quarci: fiind foarte mici, au fost observați datorită unui dispozitiv special, numit accelerator de particule;
• Neutrini: reprezintă particule care se deplasează cu viteza luminii și pot pătrunde într-un corp solid. De pildă, fiecare centimetru pătrat al pielii poate fi lovit, la fiecare secundă, cu aprox. 65 de miliarde de neutrini.

O lume întreagă știe cine a fost Albert Einstein, dar puțini știu povestea tragică a fiului acestui geniu