Atom

Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.
Słowo atom pochodzi z greckiego ἄτομος – átomos (od α-, „nie-” + τέμνω – temno, „ciąć”), oznaczającego coś, czego nie da się przeciąć ani podzielić. Idea istnienia niepodzielnych składników materii pojawiła się już w pismach starożytnych filozofów indyjskich i greckich. W XVII i XVIII wieku chemicy potwierdzili te przypuszczenia, identyfikując pierwiastki chemiczne i pokazując, że reagują one ze sobą w ściśle określonych proporcjach. W XIX wieku odkryto ruchy Browna, będące pośrednim dowodem ziarnistości materii. Na początku XX wieku fizycy zbadali wewnętrzną strukturę atomów, pokazując tym samym, że są one podzielne. Teorie mechaniki kwantowej pozwoliły stworzyć matematyczne modele wnętrza atomu.
Atomy mają rozmiary rzędu 10−10 m i masę rzędu 10−26 – 10−25 kg. Można je obserwować przez skaningowy mikroskop tunelowy. Ponad 99,9% masy atomu jest zawarte w jego jądrze. Jądro atomowe zbudowane jest z nukleonów: protonów o dodatnim ładunku elektrycznym i elektrycznie obojętnych neutronów. Chmurę elektronową tworzą elektrony związane z jądrem przez oddziaływanie elektromagnetyczne. Podobne oddziaływanie pozwala atomom łączyć się w cząsteczki. Atom jest elektrycznie obojętny, gdy liczba elektronów jest równa liczbie protonów. W przeciwnym przypadku ma ładunek i nazywany jest jonem.
Główne właściwości chemiczne atomów określa liczba protonów w jądrze (liczba atomowa), gdyż determinuje ona strukturę chmury elektronowej oraz liczbę elektronów koniecznych do tego, aby atom był elektrycznie obojętny. Elektrony związane w atomach rozłożone są na powłokach, między którymi mogą przechodzić emitując bądź absorbując fotony o określonej energii. Struktura chmury elektronowej wpływa na chemiczne właściwości atomów i większość ich właściwości magnetycznych. Zbiory atomów o tej samej liczbie atomowej stanowią pierwiastki chemiczne. Atomy mające tę samą liczbę protonów, ale różniące się liczbą neutronów w jądrze to izotopy. Suma protonów i neutronów w jądrze atomu określana jest jako liczba masowa.
Wszystkie pierwiastki mają niestabilne izotopy. Ich jądra ulegają spontanicznemu rozpadowi, co zazwyczaj prowadzi do powstania atomów innych pierwiastków. Rozpadowi temu towarzyszy emisja promieniowania jonizującego. Zjawisko to jest nazywane naturalną radioaktywnością.

context: Z definicji dwa atomy o identycznej liczbie protonów w jądrze są atomami tego samego pierwiastka. Jeśli różnią się liczbą neutronów, stanowią różne izotopy tego pierwiastka. Przykładowo atomy wodoru posiadają zawsze jeden proton, ale mogą nie posiadać żadnego neutronu (prot), posiadać jeden (deuter), dwa (tryt) lub nawet więcej neutronów. 99,98% atomów wodoru w przyrodzie należy do pierwszego izotopu (bez neutronów). Lista znanych obecnie pierwiastków obejmuje liczby atomowe od 1 (wodór) do 118 (oganeson). Jądra o określonej liczbie protonów i neutronów określane są jako nuklidy. Wszystkie znane nuklidy mające więcej niż 82 protony w jądrze są radioaktywne.
qas: question: Ile protonów ma atom wodoru?
answers: text: jeden
generative_answer: jeden

question: Do jakiego izotopu należy większość atomów wodoru w przyrodzie?
answers: text: pierwszego
generative_answer: pierwszego

question: Czy wszystkie atomy wodoru należą do pierwszego izotopu?
answers: text: 99,98% atomów wodoru w przyrodzie należy do pierwszego izotopu
generative_answer: nie

question: Co nazywa się hasłem "nuklidy"?
answers: text: Jądra o określonej liczbie protonów i neutronów
generative_answer: Jądra o określonej liczbie protonów i neutronów

question: Jaką cechę wykazują jądra mające 80 wodorów?
plausible_answers: text: są radioaktywne
generative_answer: są radioaktywne

context: W atomach z małą liczbą protonów (poniżej 20) najstabilniejsze są izotopy, w których liczba protonów i neutronów jest w przybliżeniu równa. Jądro atomu z tej grupy, zawierające znacząco różną liczbę neutronów i protonów, może obniżyć swoją energię przez rozpad radioaktywny prowadzący do zmniejszenia tej różnicy. W miarę wzrostu liczby protonów w jądrze ich odpychanie elektrostatyczne sprawia, że stabilniejsze stają się jądra z nieco większą liczbą neutronów. Jądra wszystkich atomów cięższych od wapnia (20 protonów), których liczba neutronów jest równa liczbie protonów, są niestabilne. Z dalszym wzrostem liczby protonów optymalny stosunek liczby neutronów do protonów rośnie, osiągając około 1,5 dla najcięższych jąder. Najcięższym trwałym atomem jest ołów, którego izotop 208Pb zawiera 82 protony i 126 neutronów. Do roku 2003 za najcięższy trwały atom uważano bizmut (izotop 209Bi), który jednak, zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi, ostatecznie okazał się niestabilny.
qas: question: Jaki warunek musi być spełniony, by izotopy atomów poniżej 20 protonów były stabilne?
answers: text: liczba protonów i neutronów jest w przybliżeniu równa
generative_answer: liczba protonów i neutronów musi być w przybliżeniu równa

question: W jaki sposób jądro atomu z mniej niż 20 protonami obniża energię?
answers: text: przez rozpad radioaktywny
generative_answer: przez rozpad radioaktywny

question: Czy liczba protonów i neutronów atomu poniżej 20 protonów jest równa?
answers: text: zawierające znacząco różną liczbę neutronów i protonów
generative_answer: nie

question: Co się dzieje gdy w jądrze wzrasta liczba protonów?
answers: text: ich odpychanie elektrostatyczne sprawia, że stabilniejsze stają się jądra z nieco większą liczbą neutronów
generative_answer: ich odpychanie elektrostatyczne sprawia, że stabilniejsze stają się jądra z nieco większą liczbą neutronów

question: Ile protonów musi mieć jądro, by być cięższe od wapnia?
answers: text: 20 protonów
generative_answer: ponad 20