Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

8 frågor/svar hittade

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [19392]

Fråga:
Hur väl kan man avbilda en atom?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
På samma sätt som en färgad pixel på datorn byter plats och det då ser ut som det rör sig på datorn, hur lite kan en atom röra sig? Alltså, vad är minsta avståndet som en atom rör sig för att faktiskt ha rört sig?
/Sixten F, Alléskolan, Floda

Svar:
Hej Sixten! Jag är inte helt säker på vad du menar. Jag antar du vill veta hur väl kan man avbilda en atom. Det finns numera flera olika metoder att avbilda atomer.

Bilden nedan till vänster visar en bild på en väteatom framställd med en teknik som kallas kvantmikroskopi (eller fotojonisationsmikroskopi), se länk 1. Man kan se hur elektronen rör sig i ett antal moln på olika avstånd från protonen och inte i en planetbana som i Bohrs enkla atommodell.

I bilden nedan till höger (länk 2) har man använt atomkraftsmikroskopi (se Atomkraftsmikroskopi ) för att avbilda en molekyl bestående av kolatomer och väteatomer. Man kan tydligt se att kolatomerna förekommer i sexkantiga bensenringar.

En atom har en radie på ungefär 1/10 nanometer, så upplösningen är alltså betydligt bättre än detta.

Nobelpriset i kemi för 2014 var för högupplöst avbildning med fotoner: Super-resolution_microscopy .



/Peter E

Nyckelord: atomradie [8]; elektronskal [11]; Bohrs atommodell [9];

1 http://io9.com/the-first-image-ever-of-a-hydrogen-atoms-orbital-struc-509684901
2 http://phys.org/news/2013-05-first-ever-high-resolution-images-molecule-reforms.html

*

Blandat [19129]

Fråga:
Hur liten är en atom?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hur liten är en atom?
/alexandra l, paulinskaskolan, strängnäs

Svar:
Hej Alexandra!

Väldigt liten! Järn, t.ex.. har en radie av 126 pm (picometer), se länk 1. Det är 0.000000000126 m. Om man placerar järnatomer i en rad på din nagel (1 cm) så får det plats 0.01/(2*0.000000000126) = 40.000.000 = 40 miljoner atomer.

Trots att atomer är så små så går det faktiskt att avbilda dem. Bilden längst ner visar rader av guldatomer (se fråga 17235 ).

Här är en trevlig video om atomers storlek. Tyvärr på engelska, men det finns text på norska.



/Peter E

Nyckelord: atomradie [8];

1 http://www.webelements.com/periodicity/metallic_radius/

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [17235]

Fråga:
Hur mycket mer tror ni att man kommer att upptäcka om atomerna och hur de är uppbygda? Kommer vi någonsin att få se en atom med våra egna ögon med hjälp av instrument? Kommer dess information som finns lagrad att hjälpa oss på något sätt?
/Linus J, Westerlundska, Enköping

Svar:
Linus! Vad gäller atomerna (kärnan som en enhet + elektroner) tror jag inte det finns mycket nytt att upptäcka. Vad gäller atomkärnan är vår förståelse fortfarande mycket bristfällig, så där finns mycket att upptäcka. Vi kan redan fotografera individuella atomer, se bilden på guld-atomer nedan (Wikimedia Commons, Atom ). Bilden är tagen med ett s.k. Sveptunnelmikroskop (Scanning_tunneling_microscope ), se fråga 17255 . Förståelse av fysikaliska företeelser ger ofta nytta genom att man hittar tillämpningar.

ESS, European Spallation Source (se fråga 16307 ), kommer att bli ett jättelikt atom-mikroskop med vilket man kan se hur komplicerade molekyler är uppbyggda av enskilda atomer.



/Peter E

Nyckelord: atomradie [8];

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [16760]

Fråga:
vilken metall är tyngst av bly, guld eller platina?
/maja och sofie a, gökstensskolan, torshälla

Svar:
Du menar nog vilken har högst densitet. Egenskaper hos grundämnen finns på sajten WebElements . Systematik för många egenskaper finns under länk 1. Densiteten finns under länk 2. Av de ämnen du nämner har platina den högsta densiteten. Det är lättast att se om man i figuren i länk 2 väljer 'shaded table'. Värdena för olika ämnen visas när man håller muspekaren över ett ämne.
/Peter E

Nyckelord: atomradie [8];

1 http://www.webelements.com/periodicity/
2 http://www.webelements.com/periodicity/density/

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [16740]

Fråga:
Kan man säga att syreatomen har en högre densitet än kolatomen utifrån periodiska systemet och dess atommassa?
/jörgen s, prolympia, östersund

Svar:
Nej, det kan man inte. Densiteten är inte enkelt relaterad till atomradien (hur man nu definierar den, det finns flera definitioner). Atomradien för syre är lite mindre är atomradien för kol. Eftersom syreatomen även är tyngre, tycker man att densiteten av syre borde vara större än den för kol.

Densiteten för kol varierar från 1800 (amorft kol) till 3515 (diamant) kg/m3. Densiteten för flytande syre är 1141 kg/m3, alltså betydligt lägre. Förklaringen är att atomer inte är små kulor som man kan packa hur som helst. Atomer omger sig med ett moln av elektroner som påverkar grannarna på ett sätt som inte är trivialt.

Länk 1 ger densiteten för de flesta ämnen och länk 2 ger en av flera värden på atomradien. Se vidare fråga 12220 nedan.
/Peter E

Se även fråga 12220

Nyckelord: atomradie [8];

1 http://www.webelements.com/periodicity/density/
2 http://www.webelements.com/periodicity/covalent_radius/

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [14693]

Fråga:
Problem med heliumatomens radie
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Enligt Nationalencyklopedin är väteatomens radie 53pm och heliumatomens radie 128 pm. Det "brukar" ju vara så att radien minskar (pga den elektriska kraften mellan kärna och elektroner)om man går från vänster till höger i det periodiska systemet. Finns någon bra förklaring till att heliumatomens radie är så stor?
/Göran K, Malmö Borgarskola, Malmö

Svar:
Göran! Jag kan inte hitta de siffror du ger. Nationalencyklopedin ger kovalenta radier för H och He som 37pm och 50pm. Det är dock fortfarande så att He är större. Nu är emellertid begeppet kovalent radie för He mycket skumt eftersom definitionen är "den verkningsradie som en atom har då den är kovalent bunden till en annan atom av samma slag". He binder inte till sig själv, så siffran är skum i sig.

Om vi i stället tittar på teoretiskt beräknade radier från WebElements så ges radierna 37 och 31pm, dvs He är lite mindre. Figuren nedan visar data för alla grundämnen. Man ser att trenden är helt genomgående att det första grundämnet i en period (när ett nytt skal påbörjas) alltid är det med störst radie. Sedan minskar radien eftersom kärnladdningen ökar.

Observera emellertid att "atomradie" är ett dåligt definierat begrepp eftersom elektronerna inte går i bestämda banor på ett visst avstånd från kärnan (som planerna gör kring solen), utan de bildar ett "sannolikhetsmoln". T.ex. kan en s-elektron från ett yttre skal i en tung atom faktiskt befinna sig inne i atomkärnan!



/Peter E

Nyckelord: atomradie [8];

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [14369]

Fråga:
I min naiva gymnasiefysikbild så räcker det inte med att en elektron bara accelererar (centripetalacceleration) för att den skall sända ut EM-vågor/fotoner utan att det i stället krävs någon form av accelerations- eller retardationsarbete för att detta skall ske.

Är min fysikbild fullständig eller finns det mer att veta?
/Robert S

Svar:
Det är riktigt att man kan föreställa sig att elektronerna kretsar kring atomkärnan på ett visst avstånd och borde därför accelerera och därmed sända ut ljus. Bohr sa helt enkelt att det inte sker, utan att förklara det närmre. Modellen förutsäger också att atomen har en viss bestämd radie.

Bättre är att föreställa sig elektronen utspridd i ett moln runt kärnan. Så länge elektronen befinner sig i ett och samma tillstånd (energinivå) så är laddningsfördelningen konstant. Ett annat tillstånd har en annan laddningsfördelning, så när elektronen går från ett tillstånd till ett annat, så ändras laddningsfördelningen, och detta ger upphov till ljus.

Processen beskrivs mycket bra med kvantmekanik men mindre bra med våra naiva bilder. Vi måste i varje fall komma ifrån att betrakta elektronen som en liten laddad kula som susar omkring runt atomkärnan! Det leder oss bara fel.

Det finns alltid mer att veta !
/Peter E

Nyckelord: kvantmekanik [26]; atomradie [8];

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12220]

Fråga:
Varför har Osmium och Iridium högst densitet av alla grundämnen?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Osmium och Iridium är ju de tyngsta grundämnena vi känner till. Finns det någon fysikalisk förklaring till varför det förehåller sig så? Finns det materia på vår jord med ännu högre densitet eller går det att skapa på konstgjord väg. Går det s a s att "packa" i hop atomerna på samma sätt som man kramar en snöboll.
/Fredrick A

Svar:
Intressant fråga, men ganska svår att reda ut ordentligt.

Densiteten hos ett ämne beror dels på kärnans massa och dels på elektronskalens uppbyggnad. Så här ser densiteten av grundämnena ut: WebElements - density of elements . Du kan läsa av ämnet längst ner på sidan om du för musen över ämnet i det periodiska systemet.

Ämnena med störst densitet är

Ämne   Z   Densitet (g/cm3)
Os    76    22.61
Ir    77    22.65
Pt    78    21.09

Ökande laddning (Z) gör att atomskalen krymper och densiteten ökar. Massan ökar också med Z. Det kan då tyckas konstigt att platina har lägre densitet är iridium. Det måste bero på att "packningseffektiviteten" i kristallen är sämre för Pt än Ir.

Om vi tittar på elektronstrukturen finner vi Ir [Xe].4f14.5d7.6s2 och Pt [Xe].4f14.5d9.6s1. Troligtvis gör det större antalet 5d (9 mot 7) elektroner att den effektiva radien blir större för Pt än för Ir.

Densiteten ökar med trycket, men mycket lite. Som vi sett är det elektronerna som bestämmer densiteten. Enda sättet att öka densiteten väsentligt är att göra av med elektronerna. Detta sker i neutronstjärnor där den enorma gravitationen får elektronerna att slå sig ihop med protoner för att bilda neutroner.
/Peter E

Nyckelord: elektronskal [11]; atomradie [8];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.