Se kilde til Atom

{{Harflertydig3|en kemisk bestanddel|Atom (programmering)}}
[[Fil:Helium atom QM.svg|thumb|Illustration af et [[helium]]atom med [[atomkerne]]n forstørret øverst til højre og elektronskyen i sort. Den sorte streg angiver en [[ångstrøm]] svarende til 10<sup>−10</sup>&nbsp;[[meter|m]] eller 100,000&nbsp;[[Femtometer|fm]]]]

'''Atom''' er et grundlæggende begreb i fysikken og kemien. Et atom udgør den absolut mindste del af et [[grundstof]]. Et atom kan eksistere selvstændigt, men er oftest bundet til andre atomer, der enten kan tilhøre det samme [[grundstof]] eller andre [[grundstof]]fer,<ref>den store danske: atom; https://denstoredanske.lex.dk/atom</ref> hvorved der dannes et [[molekyle]].

== Etymologi ==
Ordet atom stammer fra det [[oldgræsk]]e ord ἄτομος (''átomos''), der betyder udelelig.<ref>den danske ordbog: atom; https://ordnet.dk/ddo/ordbog?query=atom</ref> Ordet er en sammensætning af det negative præfiks "a-" med "τομή," ordet for skære, og átomos kan derfor oversættes til "ikke skærbar" eller ”udelelig”.

== Historie ==
=== Demokrits atomteori ===
[[Demokrit]] (/dɪˈmɒkrɪtəs/; græsk: Δημόκριτος, Dēmókritos, der betyder "udvalgt af folket";
(ca. [[460 f.Kr.|460]]- ca.[[370 f.Kr.]])) var en oldgræsk præ-[[Sokrates|sokratisk]] [[filosof]] fra [[Abdera (Thrakien)|Abdera]], der primært huskes i dag for sin formulering af, hvad der menes at være den første atomteori.<ref name="demokrit_Den_Store_Danske">[https://denstoredanske.lex.dk/Demokrit Demokrit] - Den Store Danske</ref><ref name="Barnes1987">{{cite book |last1=Barnes |first1=Jonathan |title=Early Greek Philosophy |date=1987 |publisher=Penguin Books |isbn=978-0-14-044461-2 |url=https://books.google.com/books?id=wtNQAQAAIAAJ |access-date=8. september 2022 |language=en}}</ref> Ifølge Demokrits [[hypotese]] er alt i verden sammensat af små enheder, som han kaldte "átomos".<ref name="demokrit_Den_Store_Danske"/>

Ifølge Demokrits teori er atomer fysisk udelelige; desuden antages det, at der mellem atomer er et tomt rum; at atomer er uforgængelige og at de altid har været og altid vil være i bevægelse; at der er et uendeligt antal atomer og at der er forskellige slags atomer, som varierer med hensyn til form og størrelse. Demokrit foreslog sammen med Leucippus og [[Epikur]] de tidligste teorier om atomers former og forbindelse. De ræsonnerede, at et materiales fasthed bestemtes af formen på de involverede atomer.<ref name="Stanford" /> Desuden blev forbindelser mellem atomer forklaret med at de enkelte atomer var forsynet med vedhæftninger: nogle med kroge og øjne, andre med kugler og fatninger, der muliggjorde at de kunne knyttes til hinanden.<ref name="Stanford">[https://plato.stanford.edu/entries/democritus/#2 Berryman, S. (2016) Democritus]. The Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2. december 2016. Hentet 10. november 2022.</ref> Om massen af atomer sagde Demokrit: "Jo større en udelelig er, jo tungere er den".<ref>{{cite book |last1=Russell |first1=Bertrand |title=A History of Western Philosophy |date=1972 |publisher=Simon and Schuster |p=64-65 |isbn=978-0-671-31400-2 |url=https://books.google.com/books?id=OfxQAAAAYAAJ |access-date=8. september 2022 |language=en}}</ref>

Det er vanskeligt at adskille Demokrits bidrag fra de bidrag hans mentor [[Leukippos]] kom med, da de ofte nævnes sammen i tekster. Deres spekulationer om atomer, hentet fra Leukippos, har en forbigående og delvis lighed med det 19. århundredes forståelse af atomstruktur, hvilket har fået nogle til at betragte Demokrit som mere en videnskabsmand end andre græske filosoffer; dog hvilede deres ideer på meget forskellige grundlag.<ref name="Stanford" /> De antikke ideer var baseret på filosofiske ræsonnementer, snarere end på resultaterne af videnskabelige forsøg; den moderne atomteori er således ikke baseret på de antikke ideer.<ref>{{cite book|last1=Pullman|first1=Bernard|title=The Atom in the History of Human Thought|date=1998|publisher=Oxford University Press|location=Oxford, England|isbn=978-0-19-515040-7|pages=31–33|url=https://books.google.com/books?id=IQs5hur-BpgC&q=Leucippus+Democritus+atom&pg=PA56|access-date=25. oktober 2020|archive-date=5. februar 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210205165029/https://books.google.com/books?id=IQs5hur-BpgC&q=Leucippus+Democritus+atom&pg=PA56|url-status=live}}</ref><ref>{{cite book |author=Andrew G. van Melsen |translator=Henry J. Koren |year=2004 |orig-year=1952 |title=From Atomos to Atom: The History of the Concept Atom | pages=18-19 |publisher=Dover Publications |isbn=0-486-49584-1 |ref=refMelsen1952}}</ref>

=== Daltons atomteori ===
[[Fil:Daltons symbols.gif |right|thumb|Atomer og molekyler som de er afbildet i [[John Dalton (videnskabsmand)|John Dalton]]s ''A New System of Chemical Philosophy'' vol. 1 (1808)]]
I begyndelsen af 1800-tallet analyserede den engelske kemiker [[John Dalton (videnskabsmand)|John Dalton]] eksperimentelle data indsamlet af ham selv og andre forskere og opdagede et mønster nu kendt som "[[loven om de multiple proportioner]]". Han bemærkede, at når grundstoffer danner forbindelser indbyrdes, vil forholdet mellem vægtmængden af det ene grundstof og vægtmængde af et andet grundstof, som det forener sig med, forholde sig som et helt tal — som ofte et lille tal. Efter opdagelsen af dette mønster foreslog Dalton, at et grundstof kombineres med andre grundstoffer i form af enheder, der indbyrdes har den samme vægt, og han besluttede at kalde disse enheder "atomer".

For eksempel er der to typer tinoxid: den ene er et sort pulver, der er 88,1 % [[tin]] og 11,9 % [[oxygen]], og den anden er et hvidt pulver, der er 78,7 % tin og 21,3 % oxygen. Justerer man disse tal, er der i den sorte oxid omkring 13,5&nbsp;g ilt for hver 100&nbsp;g tin, og i den hvide oxid er der omkring 27&nbsp;g ilt for hver 100&nbsp;g tin. 13,5 og 27 danner et forhold på 1:2. Dalton konkluderede, at i disse oxider er der for hvert tinatom henholdsvis et eller to oxygenatomer tinoxid (SnO) og tindioxid (SnO<sub>2</sub>).<ref>{{cite book |author=John Dalton |year=1817 |title=A New System of Chemical Philosophy vol. 2 |page=36 |url=https://library.si.edu/digital-library/book/newsystemofchemi21dalt |ref=refDalton1817}}</ref><ref>[[#refMelsen1952|Melsen (1952). ''From Atomos to Atom'', p. 137]]</ref>

Dalton analyserede også [[jernoxid]]er. Der er én type jernoxid, som er et sort pulver, som er 78,1% jern og 21,9% oxygen; og der er et andet jernoxid, der er et rødt pulver, som er 70,4% jern og 29,6% oxygen. Justerer man disse tal, er der i den sorte oxid omkring 28&nbsp;g ilt for hver 100&nbsp;g jern, og i den røde oxid er der omkring 42&nbsp;g ilt for hver 100&nbsp;g jern. 28 og 42 danner et forhold på 2:3. I disse respektive oxider er der for hvert to jernatomer to eller tre iltatomer: jern(II)oxid (Fe<sub>2</sub>O<sub>2</sub>; skrives normalt som FeO) og jern(III)oxid (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).<ref>[[#refDalton1817|Dalton (1817). ''A New System of Chemical Philosophy'' vol. 2, pp. 28]]</ref>{{cite book |author=J.P. Millington |year=1906 |title=John Dalton |publisher=J. M. Dent & Co. (London); E. P. Dutton & Co. (New York) |url=https://archive.org/details/in.ernet.dli.2015.30924/ |ref=refMillington1906}}</ref> Romertallene II og III i parentes angiver jernatomets [[valens]].

=== Niels Bohrs atommodel ===
[[Fil:Bohr atom animation 2.gif|right|thumb|[[Bohrs atommodel]] med en elektron, der foretager øjeblikkelige [[kvantespring]] fra en bane til en anden alt afhængig af om energi tilføres eller tabes. Idéen om at elektronerne bevæger sig i et kredsløb om kernen er nu forældet.]]
[[Fil:Bohr Model.svg|thumb|[[Bohrs model]] af et brintatom. En elektron springer mellem faste baner og udsender en [[foton]] med en bestemt energi.]]
I 1913 foreslog den danske fysiker [[Niels Bohr]] en [[Bohrs atommodel|model]], hvor elektronerne i et atom blev antaget at kredse om kernen, men kun kunne gøre det i et begrænset sæt af baner og kun kunne springe mellem disse baner som følge af bestemte ændringer af energi svarende til absorption eller stråling af en [[foton]]. <ref name=stern20050516>{{cite web|last=Stern|first=David P.|date=16. maj 2005|title=The Atomic Nucleus and Bohr's Early Model of the Atom|url=http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q5.htm|publisher=[[NASA]]/[[Goddard Space Flight Center]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20070820084047/http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q5.htm|archive-date=20. august 2007|url-status=live}}</ref> Denne kvantisering blev brugt til at forklare, hvorfor elektronernes kredsløb er stabile (givet at ladninger i acceleration, inklusive cirkulær bevægelse, normalt mister kinetisk energi, som udsendes som elektromagnetisk stråling, se ''[[synkrotronstråling]]''), og hvorfor grundstoffer absorberer og udsender elektromagnetisk stråling i bestemte spektre. <ref name=bohr19221211>{{cite web|last=Bohr|first=Niels|date=11. december 1922|title=Niels Bohr, The Nobel Prize in Physics 1922, Nobel Lecture|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.html|publisher=[[Nobelstiftelsen]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20080415183736/http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.html|archive-date=15. april 2008|url-status=live}}</ref>

Senere samme år leverede [[Henry Moseley]] yderligere eksperimentelt bevis til fordel for [[Bohrs atommodel|Niels Bohrs teori]]. Disse resultater forfinede [[Ernest Rutherford]]s og [[Antonius van den Broek]]s model, som foreslog, at atomet i sin [[atomkerne|kerne]] indeholder en række positive [[Elektrisk ladning|kerneladninger]], der er lig med dets (atomare) nummer i det [[periodiske system]]. Indtil disse eksperimenter var [[atomnummer]]et ikke kendt som en fysisk og eksperimentel størrelse. At nummeret er lig med den atomare kerneladning er stadigvæk den accepterede atommodel i dag.<ref name="Pais">{{Cite book|last=Pais|first=Abraham|year=1986|location=New York|title=Inward Bound : Of Matter and Forces in the Physical World|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-851971-3|pages=[https://archive.org/details/inwardboundofmat00pais_0/page/228 228–230] |url=https://archive.org/details/inwardboundofmat00pais_0/page/228}}</ref>

[[Kemiske bindinger]]er mellem atomer blev forklaret af [[Gilbert Newton Lewis]] i 1916, som vekselvirkningerne mellem grundstoffernes elektroner.<ref name=jacs38_4_762>{{cite journal|last=Lewis|first=Gilbert N.|year=1916|title=The Atom and the Molecule|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=38|issue=4|pages=762–786|doi=10.1021/ja02261a002|s2cid=95865413 |url=https://zenodo.org/record/1429068|archive-url=https://web.archive.org/web/20190825132554/https://zenodo.org/record/1429068/files/article.pdf|archive-date=25. august 2019|url-status=live |issn = 0002-7863}}</ref> Eftersom et [[grundstof]]s [[Kemisk egenskab|kemiske egenskaber]] kunne have lighed med andre grundstoffer i henhold til det [[periodiske system]],<ref>{{cite book|last=Scerri|first=Eric R.|title=The periodic table: its story and its significance|publisher=Oxford University Press US|year=2007|isbn=978-0-19-530573-9|pages=[https://archive.org/details/periodictableits0000scer/page/205 205–226]|url=https://archive.org/details/periodictableits0000scer/page/205}}</ref> foreslog den amerikanske kemiker [[Irving Langmuir]] i 1919, at dette kunne forklares ved, at elektronerne i et grundstofs atom var forbundet eller grupperet på en eller anden måde, som havde lighed med organiseringen i andre grundstoffer. Således mentes grupper af elektroner at optage et antal [[elektronskal]]ler omkring kernen.<ref name=jacs41_6_868>{{cite journal|last=Langmuir|first=Irving|year=1919|title=The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=41|issue=6|pages=868–934|doi=10.1021/ja02227a002|url=https://zenodo.org/record/1429026|archive-url=https://web.archive.org/web/20190621192330/https://zenodo.org/record/1429026|archive-date=21. juni 2019|url-status=live}}</ref>

[[Bohrs atommodel]] var den første komplette fysiske model af atomet. Den beskrev atomets overordnede struktur, hvordan atomer binder til hinanden, og forudsagde brints spektrallinjer. Bohrs model var ikke perfekt og blev suppleret af den mere nøjagtige Schrödinger-model, men den var tilstrækkelig til at fjerne tilbageværende tvivl om, at stof er sammensat af atomer. For kemikere havde ideen om atomet været et nyttigt værktøj til at forstå kemiske processer, men fysikere var i tvivl om, hvorvidt stof virkelig består af atomer, da ingen endnu havde udviklet en komplet fysisk model for atomet.

=== Schrödinger-modellen ===
[[Fil:Atomic-orbital-cloud n3 dxz.png|thumb|right|Model af en [[orbital]]sky, også kaldet 3dxz-orbitalen, som rummer to orbitaler (farvet hhv. gul og blå). Elektronerne bevæger sig som bølger i orbitalskyen. En [[elektronskal]] kan udgøres af en til flere orbitaler. Der er syv forskellige slags elektronskaller. Elektronskal M (også symboliseret med tallet 3) rumme op til fem ''d''-orbitaler, og i dette eksempel to orbitaler.]]
[[Stern-Gerlach-eksperimentet]] i 1922 gav yderligere bevis på atomegenskabernes kvantenatur. Når en stråle af sølvatomer blev ført gennem et specielt formet magnetfelt, blev strålen opdelt på en måde, der var korreleret med retningen af et atoms vinkelmoment, eller [[spin (fysik)|spin]]. Da denne spin-retning i begyndelsen er tilfældig, forventes strålen at afbøje i en tilfældig retning. I stedet blev strålen opdelt i to retningskomponenter, svarende til, at atomets [[spin (fysik)|spin]] var orienteret op eller ned i forhold til magnetfeltet.<ref name=fop17_6_575>{{cite journal|last=Scully|first=Marlan O. |author2=Lamb, Willis E.|author3= Barut, Asim|year=1987|title=On the theory of the Stern-Gerlach apparatus|journal=[[Foundations of Physics]]|volume=17|issue=6|pages=575–583|doi=10.1007/BF01882788|bibcode = 1987FoPh...17..575S |s2cid=122529426 }}</ref>

I 1925 udgav [[Werner Heisenberg]] den første konsekvente matematiske formulering af [[kvantemekanik]]ken.<ref name="Pais" /> Et år tidligere havde [[Louis de Broglie]] foreslået [[pilotbølge-teorien]]: at alle partikler opfører sig som bølger til en vis grad,<ref>{{cite book |title=Introducing Quantum Theory |url=https://archive.org/details/introducingquant0000mcev |author1=McEvoy, J. P. |author2=Zarate, Oscar |publisher=Totem Books |year =2004 |isbn=978-1-84046-577-8 |pages=[https://archive.org/details/introducingquant0000mcev/page/110 110]–114}}</ref> og i 1926 brugte [[Erwin Schrödinger]] denne idé til at udvikle [[Schrödingers ligning]], en matematisk model for atomet baseret på en alternativ bølgemekanik, der beskrev elektronerne som tredimensionelle [[bølge]]r snarere end punktformede partikler.<ref>{{cite web |last=Kozłowski |first=Miroslaw |year=2019 |title=The Schrödinger equation A History |url=https://www.researchgate.net/publication/332241721}}</ref>

En konsekvens af at bruge bølger til at beskrive partikler er, at det er matematisk umuligt at opnå præcise værdier for både [[punkt|positionen]] og [[Impuls (fysik)|impuls]]en af en partikel på et givet tidspunkt. Dette blev kendt som [[usikkerhedsprincippet]], formuleret af [[Werner Heisenberg]] i 1927.<ref name="Pais" /> Ifølge dette princip ville man aldrig kunne måle eksakt, hvor en given elektron befinder sig, men kun kunne angive dens position indenfor et interval af sandsynlige værdier for impuls og omvendt.<ref>{{cite web|author=Chad Orzel|url=https://www.youtube.com/watch?v=TQKELOE9eY4|title=What is the Heisenberg Uncertainty Principle?|website=TED-Ed|date=16. september 2014|via=YouTube|archive-url=https://web.archive.org/web/20150913185956/https://www.youtube.com/watch?v=TQKELOE9eY4|archive-date=13. september 2015|url-status=live}}</ref>
Denne model var i stand til at forklare observationer af atomær adfærd, som tidligere modeller ikke kunne, såsom visse strukturelle og [[Spektrallinie|spektrale]] mønstre af atomer større end hydrogen. Således blev modellen af atomet, hvor elektronerne bevægede sig som planeter omkring kernen, kasseret til fordel for en, der beskrev en [[elektronskal]] som et diffust område, med [[orbital]]e zoner omkring kernen, hvor en given elektron med størst sandsynlighed vil kunne blive observeret.<ref name=brown2007>{{cite web|last=Brown|first=Kevin|year=2007|url=http://www.mathpages.com/home/kmath538/kmath538.htm|title=The Hydrogen Atom|publisher=MathPages|archive-url=https://web.archive.org/web/20221120050221/https://www.mathpages.com/home/kmath538/kmath538.htm|archive-date=20. november 2022|url-status=bot: unknown|access-date=11. november 2022}}</ref><ref name=harrison2000>{{cite web|last=Harrison|first=David M.|year=2000|title=The Development of Quantum Mechanics|url=http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/DevelQM/DevelQM.html|publisher=[[University of Toronto]]| archive-url= https://web.archive.org/web/20071225095938/http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/DevelQM/DevelQM.html| archive-date= 25. december 2007 | url-status= live}}</ref>

== Opbygning af et atom ==
Hvert atom er sammensat af en [[Atomkerne|kerne]] og en eller flere [[elektron]]er der er bundet til kernen. Kernen er lavet af en eller flere [[proton]]er og et antal [[neutron]]er. Tilsammen kaldes protoner og neutroner for [[nukleoner]]. Kun den mest almindelige variant af [[brint]] har ingen neutroner.

Kernen er kun ca. en hundredetusindedel af atomets samlede størrelse, men rummer næsten hele atomets [[Masse (fysik)|masse]]. Mere end 99,94% af et atoms masse udgøres således af kernen. Protonerne har en positiv [[elektrisk ladning]], elektronerne har en negativ elektrisk ladning, og neutronerne har ingen elektrisk ladning. Hvis antallet af protoner og elektroner er lige store, så er atomet elektrisk neutralt. Hvis et atom har flere eller færre elektroner end protoner, så har det en samlet negativ eller positiv ladning, - sådanne atomer kaldes [[ion]]er.

[[Atomnummer]]et angiver antallet af protoner i kernen, og definerer hvilket kemisk grundstof atomet tilhører. For eksempel er ethvert atom, der indeholder 29 protoner, [[kobber]]. Antallet af neutroner definerer grundstoffets [[isotop]]. For eksempel er et kobberatom med 34 neutroner kobber-63 (29+34) (Cu-63) og med 36 neutroner er det kobber-65 (Cu-65); naturligt kobber er omkring 70% Cu-63 og resten er Cu-65.

Et atoms elektroner tiltrækkes af protonerne i atomkernen gennem den [[elektromagnetisk kraft|elektromagnetiske kraft]]. Protonerne og neutronerne i kernen tiltrækkes af hinanden gennem [[Stærk kernekraft|kernekraften]]. Denne kraft er normalt stærkere end den elektromagnetiske kraft, der støder de positivt ladede protoner fra hinanden. Under visse omstændigheder bliver den frastødende elektromagnetiske kraft stærkere end kernekraften. I dette tilfælde deler kernen sig og resulterer i dannelse af nye atomer med en anden masse og ladning, hvilket vil sige nye [[grundstof]]fer. Et sådant resultat kaldes for nukleart henfald. Hvis f.eks. et [[svovl]]atom (atomnummer 16) spaltes i to lige store dele, vil resultatet være to [[ilt]]atomer (atomnummer 8) og ikke længere svovl.

== Atomer som basis for kemiske forbindelser ==
Atomer kan binde sig til et eller flere andre atomer ved [[kemisk binding|kemiske bindinger]] for at danne [[kemisk forbindelse|kemiske forbindelser]] såsom [[molekyle]]r eller [[krystal]]ler af [[Salt (kemi)|salte]]. For eksempel var tårnene på mange af vores slotte oprindeligt lavet af rent kobber, men i årenes løb blev overfladen kombineret med [[ilt]]-, [[kulstof]]- og [[svovl]]atomer for at lave en grøn patina kalder [[ir]] på kobberet. Atomers evne til at binde sig til hinanden i kemiske forbindelser er ansvarlig for de fleste af de fysiske ændringer, der observeres i naturen. [[Kemi]] er den disciplin, der studerer disse ændringer.

== Notation ==
[[Fil:Element identity.png|thumb|right|Notationen for en atomkerne.]]
Atomkernen i et grundstof <math>X</math> med <math>A</math> nukleoner og <math>Z</math> protoner skrives som <math>\mathrm{^{A}_{Z}X}</math>. Fx skrives [[carbon-14]] som <math>\mathrm{^{14}_{6}C}</math> eller ofte blot <math>\mathrm{^{14}C}</math>.

Neutrontallet <math>N</math> er ikke nødvendigt at have med i denne notation, men er relateret til de andre tal ved:
:<math>A=Z+N</math>

== Referencer ==
{{reflist}}

== Eksterne henvisninger ==
* https://portals.clio.me/dk/fysikkemi/emner/stof-kredsloeb/fysikkemi/atomer/
* https://www.anisotropela.dk/encyclo/atom_dk.html
* http://www.holismen.dk/Naturfag/Atomer/Atomer.htm

== Atommodeller ==
{{Uddybende|Atommodel}}
En '''atommodel''' er en [[model (fysik)|model]] til beskrivelse af atomets opbygning.

== Se også ==
* [[Fysik]]
* [[Partikelfysik]]
* [[Subatomar partikel]]
* [[Proton]]
* [[Neutron]]
* [[Elektron]]
* [[Foton]]
* [[brintatomet]]
* [[Atommodel (Bohr)]]
* [[Atommodel (bølge)]]

== Noter ==
{{reflist}}

{{Navboks Partikler}}
{{Atommodeller}}
{{autoritetsdata}}

[[Kategori:Atomer| ]]
[[Kategori:Grundstoffer]]
[[Kategori:Atomfysik]]