Atomy

BY admin
|

Fakta, přehled & Definice

  • Atomy jsou nejmenší jednotkou hmoty a spojují se do molekul
  • Obsahují protony, neutrony, a elektrony
  • Více než 99 % atomu tvoří prázdný prostor, ale elektrony atomy odpuzují
  • Počet protonů v atomu určuje jeho atomové číslo
  • Počet protonů a neutronů určuje jeho atomovou hmotnost

Co jsou atomy?

Atomy jsou nejmenší jednotky hmoty (něco, čeho se lze fyzicky dotknout), které si zachovávají všechny chemické vlastnosti prvku. Spojují se do molekul (které zase tvoří pevné látky, plyny a kapaliny).

Částice atomů

Atomy se skládají ze tří základních částic. Jsou to elektrony, protony a neutrony – souhrnně se označují jako subatomární částice.

Jádro atomu obsahuje jak protony (což jsou kladně nabité částice), tak neutrony (které nemají náboj). Tyto protony a neutrony se souhrnně nazývají nukleony a jsou spolu spojeny silou, která se nazývá zbytková silná síla. Počet neutronů v poměru k počtu protonů pomáhá určovat stabilitu jádra.

Jádro obklopují elektronové obaly, které obsahují elektrony (což jsou záporně nabité částice. Vlastnosti atomu závisí na počtu a uspořádání všech jeho částic.

Elektrony jsou nejmenší ze subatomárních částic (jsou příliš malé na to, aby je bylo možné měřit technikami, které mají vědci v současnosti k dispozici) a mají záporný náboj. Jsou vázány na jádro díky svým opačným elektrickým nábojům. Pokud má atom více nebo méně elektronů, než je jeho atomové číslo, stává se nabitým a nazývá se iont – pokud má atom více elektronů, stává se zápornějším; pokud má atom méně elektronů, stává se kladnějším. Elektrony nemají žádnou vnitřní strukturu, a proto se nazývají elementární částice.

Protony mají kladný náboj a jsou 1836krát těžší než elektron. Počet protonů v atomu se rovná atomovému číslu. Každý proton je tvořen dvěma kvarky nahoru a jedním kvarkem dolů – ty jsou typem elementární částice. Kvarky drží pohromadě silou zvanou silná interakce – tuto silnou interakci zprostředkovávají gluony (další typ elementární částice).

Neutrony jsou nejtěžší subatomární částice a váží 1839krát více než elektron. Nemají žádný náboj. Každý neutron je tvořen jedním up kvarkem a dvěma down kvarky.

Následující obrázek ukazuje strukturu atomu. Vidíte jádro a elektronové obaly:

Hmotnost atomu

Protony a neutrony mají stejnou hmotnost 1,67 × 10-24 gramů – vědci toto množství obvykle definují jako jeden dalton. Zatímco jejich hmotnost je podobná, neutrony nemají náboj (zatímco protony ano). To znamená, že neutrony se významně podílejí na hmotnosti atomu, ale nikoli na jeho náboji.

Elektrony jsou mnohem menší a váží pouze 9,11 × 10-28 gramů – to znamená, že se významně nepodílejí na hmotnosti atomu, ale díky jeho náboji.

Následující tabulka ukazuje umístění, hmotnost a náboj všech částic, které jsou v atomu.

Objem atomu

Více než 99 % atomu tvoří prázdný prostor. Důvodem, proč se objekty jen tak neprocházejí, jsou však elektrony. Elektrony, které obklopují každý atom, jsou záporně nabité, a tak se při nakupení v blízkosti odpuzují. To zabraňuje tomu, aby atomy navzájem zaujímaly stejný prostor.

Atomové číslo

Počet protonů v atomu určuje jeho atomové číslo – to se obvykle značí Z. Tato hodnota se nikdy nezmění, pokud se jádro nějakým způsobem nerozpadne nebo pokud není jádro bombardováno (jaderná fyzika). Například atomové číslo uhlíku je 6, protože má 6 protonů. Atomové číslo pomáhá rozlišovat prvky mezi sebou. Počet elektronů v atomu se vždy rovná počtu protonů – to vysvětluje, proč atomy nemají celkový náboj.

Hmotnostní číslo

Celkový počet protonů a neutronů v atomu určuje jeho hmotnostní číslo – to se obvykle značí A. Při výpočtu hmotnosti elektronů se obvykle nepřihlíží k elektronům, protože jejich hmotnost je tak zanedbatelná. Počet neutronů v prvku můžete vypočítat pomocí následující rovnice:

hmotnostní číslo – počet protonů = počet neutronů

Izotopy stejného prvku budou mít stejné atomové číslo, ale různé hmotnostní číslo – to proto, že mohou mít různý počet neutronů. Většina prvků má mnoho v přírodě se vyskytujících izotopů. Musíte také vědět, že atomová hmotnost prvku se rovná průměru relativních četností všech jeho izotopů. Například uhlík má tři izotopy, ale protože uhlík-12 tvoří přibližně 99 % veškerého uhlíku – proto má uhlík atomovou hmotnost 12.

Další čtení

http://www.chem4kids.com/files/atom_structure.html

https://www.livescience.com/37206-atom-definition.html

http://www2.open.ac.uk/openlearn/periodictablephase2/atom.html

https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Atomic_Theory/Isotopes