Vísir - 16.08.1958, Blaðsíða 3

Laugardagmn 16; ágást 1M8
VI S I K
3

Átómöldin 8:
AÐ STÖRFUM
Mlkíl uppfmmsig. — Óeðlileg atóm og elektrónurán. — Atóm og íón. —
Þegar málmur og eíturgas verður að borðsalti. — Frumefni og önnur
efni. — Þannig starfa atómin.
Eb'iir Chrisiian Ðahierup Koch.
1 En hvað þýðir það í raun og
jveru, að „halda atómunum að
störfum*1? Hvað eigum vér að
láta þau gera? Hvað gera þau,
' þegar þau eru að starfi og ganga
í sambönd? Hvernig hagar klór-
atómið sér t. d., þegar það rænir
elektrónu frá natríum-atóminu?
Hér kemur skipan elektrón- 1
anna innan „skeljarinnar“ til ^
óskyldrar tegundar og þá skeð-
ur það, sem vér kpllum efnasam-
band. Það getur einnig átt sér
stað hjá atómum, sem eru af
einni og sömu tegund og þá
myndast frumefni.
Atóm með fullmettaða yztu
skel hafa ekki tilheygingu eða
getu til að bindast öðrum atóm-
um. Gott dæmi um slíkt eru hin-
Ein þýðingarmesia uppfinn-
ingin á sviði atómvísiuda var
gerð þegar menn fundu hvernig
elektrónunum er raðað utan um
ivjarnann. Þá fundu menn aðal-
. skýringuna á því, hvernig atóm-
in mynda hin ýmsu eí'ni, sem
. heimm-inn er byggður af.
Menn kynntust því, hvernig
atómin eða elektrónur þeirra
væita frumefnunum þá eigin-
leika, sem flokkakerfi atómanna
• byggist á og sem í rauninni ger-
ir það áð verkum, að frumefnin
eru mönnunum nytsamleg.
Menn uppgötvuðu, að ávallt
þegar einhver breyting verður
á eintu efni eða öðru, t. d. þegar
. það bráðnar eða storknar, ryðg-
. ar eða gufar upp, eða yfirleitt
þegar efni verður til, þá er það
einvörðungu vegna þess að at-
óm þau, sem efnið er gert af,
hafa „tekið til starfá.“
Þannig varð mönnum ljóst, að
í hvert sinn, sem þeir notuðu
efni voru þeir í rauninni að láta
atómin vinna fyrir sig.
Elektrónurrán.
Vér skulum nú enn einu sinni
rifja það upp hvernig atóm verð
ur að efni. Venjulega eru jafn-
margar elektrónur og prótónur
í einu og sama atómi. Elektrón-
urnar eru hlaðnar fráhverfu og
prótónurnar aðhverfu rafmagni.
Fráhverfa hleðslan i elektrón-
unum er nákvæmlega jafnsterk
og aðhverfa hleðslan í prótónun-
um. Að öllu eðlilegu ætti því hin
áðhverfa rafhleðsla prótónanna
og hin fráhverfa rafhleðsla elek-
trónanna að vega hvort upp á
móti annarri og þessar tvenns-
konar öreindir að „neutralisera"
hvor aðra — jafnvægi eða hlut-
leysi að skapast. Hér ber þess
,einnig að minnast, að nevtrón-
• urnar eru ómagnaðar ■— hafa
enga rafhleðslu, og því ætti at-
ómið að vera óvirkt eða neut-
ralt, út á við. Að öllu eðlilegu
■ getur atómið því ekki verkað á
-aðrá hluti á sama hátt og aðrir
rafmagnaðir hlutir gera. — „Að
öllu eðlilegu“, segjum vér og það
■ ber að leggja áherslu á það.
Þvi er eins varið um atómin
eins og mennina, að hið eðlilega
er stundum reyndar hið óeðli-
lega. I „lífinu" eru atóm sjaldan
■ svo eðlileg eða. „normal“ að þau
reynist ó-rafmögnuð.
Það kemur margoft fyrir að
■ atóm týni eða. séu rænd éinni eða
. fleiri elektrónum og hitt kemur
■ lika fyrir, að atóm „stéli“ eirmi
eða fleiri
. atómi.
elektrónum frá öðru
Atóm og íón.
Um leið og þetta skeður rask-
ast rafhleðslujafnvægi atóms-
ins — það er ekki lengur „neutr-
alt“. Jafnvægið á hleðslu hinna
fráhverfu elektróna og aðhverfu
prótónanna raskast. Missi atóm-' þau efni, sem vér nefnum frum-
ið eina elektrónu, verður það að-
hverft eða „pósitívt" hlaðið. Bæti
það við sig elektrónu verður
það fráhverft eða „negativt"
rafmagnað. 1 báðum þessum til-
fellum verður þá um það að
ræða, sem vér nefnum íóníser-
ingu eða að atómið verði að íónL
lón er grískt orð, sem þýðir
eiginlega „flökkumaður“ og verð
ur þessi nafngjöf nú skýrð nán-
ar:
Ef- vér „rænum" einni elek-
trónu frá natríum-atómi, svo að
dæmi sé tekið, en natríum-atóm
hefur — elektrónur og 11 pró-
tónur, svo að aðeins verði eftir
10 elektrónur en elektrónufjöld-
inn óbreyttur, þá verður að-
hverfa rafhlaðan um eina hleðslu
sterkari í atóminu en hin frá-
hverfa, atómið verður þá „pósti-
tívt“ rafmagnað.
Ef „þjófurinn", það er það at-
óm, sem rændi natrium-elek-
trónunni, er klór-atóm, sem, éf
allt er með feldu, hefur 17 elek-.
írónur og 17 prótónur, þá hefur
það nú allt i einu fengið 18 elek-
trónur fráhverft hlaðnar, en
prótónuf jöldinn er óbreyttur.
Þetta atóm verður þá „negatívt“
rafmagnað.
Ef þetta natríum-atóm, sem
nú er orðið pósitív rafmagnað,
og klór-atómið, sem orðið er
negatívt rafmagnað, eru nálægt
hvort öðru ( og það hljóta þau
að verða, því að annars hefði
„ránið" ekki geta átt sér stað)
þá hljóta þau nú að dragast hvort
að öðru eftir öllum náttúrunn-
ar reglum að dæma. Og þau gera
það undantekningarlaust — þau
fara á „flakk“ og svo sannarlega
hafa þau hraðann á. Þau þjóta
saman og fallast í faðma.
Þessi samruni tveggja eða
fleiri atóma myndar það, sem
vér köllum mólekúl, og það er
efnasamband. Og sé um nógu
mörg slík „hjónabönd" að ræða
myndast klumpur eða. efni og sé
um naríum- og klór-atóm að
ræða myndast venjulegt borð-
salt eða matarsalt.
Eiturgas og matarsalt.
Dæmi, sem nú var tekið, gefur
oss hugmynd um hvernig klór-
atóm getur orðið halogen, þ. e.
saltmyndandi, en það sýnir oss
jafnframt hvernig kjarnorkan
getur myndað efni, sem er allt
öðruvísi heldur en nokkurt
hinna þekktu frumefna (sem
eru 101), — nat.ríum er málrn-
ur, eins og kunnugt er. og klór
er eitruð lofttegund, en matar-
salt er hvorugt, og virðist ekki
eiga neitt skylt við fyrrnefndu
efni.
Þetta minnir oss á spádóm
Demokritoss: „Sum efni hljóta
að vera gerð af atómum, sem öll
eru sömu tegundar ..það eru
greina. Hæfi’eiki atómanna til ar svonefndu óvirku lofttegund-
að íónísera hvort annað og um ir — helíum, neon, argon o. s.
leið að skipa sér saman i móli- frv. Þær kallast óvirkar eða ó-
kúl, er fyrst og fremst undir því blendnar af því að þær hafa ekki
komið hve margar elektrónur tilhneygingu eða getu til að
efni;“ önnur hljóta að vera gerð
af tveimur eða fleiri smá ögn-
um, mismunandi atóma ..." —
slík efni (t. d. salt) nefnum vér
efnasamband.
Minnsta eining efnasambands
er mólikúl. Vér getum auðvitað
skipt mólikúlinu upp í atóm, en
þá fáum vér ekki salt, vér fáum
natríum og klór. Frumefni getur
líka verið gert af mólikúlum, en
ef vér skiptum þeim mólikúlum
í atóm, fáum vér atóm, sem eru
nákvæmlega eins, og sömu teg-
undar. Minnsta eining eins frum-
efnis er því eitt atóm.
Löngu áður en mennirnir j
komu til sögunnar á jörðunni |
voru atómin farin að búa til ,
efnasambönd. Ef þettíi hefði |
ekki átt sér stað væri vægast
sagt illlifandi á þessari jörð. Þá
hefðum vér ekki fundið neitt
efni, sem hefði getað komið oss
i fæðu stað, ekkert til að klæð- '
ast i; vatn mundi ekki vera til
og ekki heldur eldur ... já, vér
getum alvíg sparað oss allar
bollaleggingar og áhyggjur um
það, hvað þá hefði skeð, því þá
hefði heldur ekki verið til kjöt
eða blóð — vér hefðum sjálfir
ekki verið til.
Atómin starfa í vora þágu.
Þessum eiginleikum atómsins,
að „ganga í sambönd" eða bland-
ast getum vér því þakkað það,
að vér höfum ekki aðeins 101
frumefni, heldur einnig þúsund-
r annarra efna, sem vér höfum
agn af og^auk þess getum vér
myndað fleiri efnasambönd. Vér
eru í yzta„ „skeljalaginu.“
Eins og sagt var í fyrri gre:n.
geta atóm, sem aðeins hafa eitt
„skeljalag“, (það eru aðeins
vetnis- og helíum-atóm) haft 1
eða 2 elektrónur, en öll önnur
atóm geta haft • allt að 8. en
aldrei fleiri en 8, í yzta lag'ni’.
Það virðist eins og yzta skelja-
lag atómsins sé mettað eða full-
starfa í þeim skilningi, sem um
er að ræða, þegar atóm ganga i
efnasambönd. Þær ganga líka
trauðla í sambönd innbyrðis, það
er í mesta lagi að þær myndi
hóp — eins og mýflugnager —
og slikan hóp frjálsra atóma
nefnum vér lofttegundir.
Ef lofttegund er mynduð af
frjálsum atómum eingöngu, er
skipað, þegar það r-.mar orðið 8 hún frumefni.
elektrónur, en heldur ekki fyrr Lofttegund getur lík'a verið
(nema vetni og helium). mynduð af frjálsum mólikúlum,
Þegar þetta er athugað nánar en þá er ekki víst, að um frum-
kemur i ljós, að atóm, sem ekki efni sé að ræða. Það er undir því
hafa.mettað eða fullt yzta skelja komið hvort mólikúlin eru mynd-
lag (þ.e. minna en 8 elektrónur í uð af atómum sömu tegundar,
yzta laginu) eigi annað hvort eða hvort um fleiri tegundir er
erfitt með að halda elektrónun-
um stöðugum á braut sinni, eða
að þeim veitist sérlega auðvelt
að ræða.
Vetni finnst
frjáls molíkúl,
yfirleitt senri
en hvert vetn-
að fylla hið auða rúm með því, is-mólikúl er myndað af tveim-
að „ræna" elektrónum frá öðr- ur vetnis-atómum (annað þeirra
um atómum. Hér komum vér hefur „rænt“ annarri elektrón-
aftur að því, sem áður ei- sagt unni frá hinu, en samtímis hafa
um orku þá, sem atómin eru þau sameinast, svo að þau sam-
gædd og sem ýmist nýtist þeim eina. t, svo að þau hafa nú bæði
til að „ræna“ elektrónum eða fullmettaða ,,skel“). Vetni er þyí
halda þeim elektrónum, sem lofttegund, sem er frumefni.
þær hafa, á brautum sínum. i Kolsýra er mynduð af frjáls-
Súrefnisatóm, sém skortir 2 um mólikúlum, en leysi maður
elektrónur til að vera með full- kolsýrumólikúlið upp í atóm,
hlaðið yzta skeljalag, hefur til- fær maður eitt kolefnis-atóm og
hneygingu til að bæta við sig tvö súrefnis- atóm. Kolsýra er
einni elektrónu frá næsta vetnis- þvi ekki frumefni heldur efna-
atómi og annarri frá öðru vetnis samband.
atómi. Við það íóniserást vetnis- |
atómin negatívt og hraða sér Eögur, málmar, lofttegnndir.
sömu leið og sameinast hinu | Vér höfum nú séð, að sum at-
pósitívt íóníseraða súrefnisat- óm mynda mólikúl, sem eru
ómi. Árangurinn verður sá, að
þessi 3 atóm mynda í samein-
ingu mólikúl-vatn.
Yztu elektrónurnar.
fullmettuð hafa tilhneygingu til
að sameinast öðrum atómum,
sem skortir eina eða fleiri e’.ek-
burfum aðeins að halda atómun- trónur i yztu „skelina". Þetta
um ag störfum. 'getur átt sér stað hjá atómum i
(meira eða minna) óvirk (sbr.
kolsýru-mólikúlið) en önnur
mynda mólikúl, sem auðveld-
lega sameinast öðrum mólukúl-
|Um sömu tegundar (sbr. salt-
Atóm með íískel", sam ekki eru mólikúlið).
Hér kemur skipan elektrón-
anna í skelinni einnig til greina,
en það yrði ílókið mál, og vér
leiðum það hjá oss, að fara út í
Frh. á 11 s.
Hér sjást sumar beirra bygginga, sem eiga að verða aðalstöðvar Menningar- og fræðslustofnunar
Sameinuðu þjóðanna í framtíðinni. Þær eru í P arísar, og er myndin tekin af neðstu hæð Eiffel-
turns út yfir Marzvöllinn svonefnda.