Složení a struktura atomu (3)

 

  • atomy =stavební částice, z nichž jsou vybudovány látky
  • pojmenování- Řecko, 5. století př. n. l., atomy z nabitého jádra obklopeného elektrony (E. Rutherford, 1911)

Elektrony

  • tvoří elektronový obal atomu

Elektronový obal

  • jako celek elektroneutrální
  • hmotnost- menší než 1% hmotnosti atomu, velikost- poloměr asi 10-15 m

Atomové jádro

Složení atomového jádra

  • 2 druhy mikročástic- protony, neutrony (společně nukleony)
  • nukleonové (hmotnostní) číslo (A) – počet nukleonů v jádře
  • protonové (atomové) číslo (Z)- počet protonů
  • neutronové číslo (N)
  • A=N+Z

Nuklidy, Izotopy

  • nuklidy= látky, jejichž atomová jádra mají nejen určitý stejný počet protonů, ale také určitý stejný počet neutronů
  • např. nuklid 12C = A je 12 a Z 6
  • označení nuklidů- A-horní index, Z- dolní vlevo u symbolu
  • 168O
  • izotopy= nuklidy se stejným protonovým a různým nukleonovým číslem
  • 17O, 18O- izotopy
  • 18O, 12O- nuklidy

Izobary

  • atomy různých prvků se stejným A
  • 4019K, 4020Ca

Izotony

  • atomy různých prvků se stejným počtem neutronů
  • 3014Si, 3115P, 2316S (16n)

RADIOAKTIVITA

  • =nestálá atomová jádra nuklidů se samovolně přeměňují na jiná a vyzařují přitom pronikavé neviditelné záření
  • asi 50 radionuklidů v přírodě (radioaktivních nuklidů)
  • záření alfa- proud rychle letících (asi 10% rychlosti světla) jader atomu helia, má silné ionizační účinky
  • záření beta- proud elektronů jejichž rychlost je i 99% rychlosti světla→ tyto elektrony při přeměně beta se uvolňují v jádře z neutronů, ze kterých se stanou protony.. stokrát pronikavější, menší ionizační účinky
  • záření gama- nejpronikavější, řídí se časovým zákonem

 

JADERNÁ ELEKTRÁRNA

THOMPSONŮV MODEL ATOMU (PUDINKOVÝ MODEL)

RUTHERFORDŮV MODEL ATOMU

  • planetární
  • objev jádra
  • odstřelování částic alfa na Au folii

 

BOHRŮV MODEL ATOMU

Elektronový obal atomu

Elektrony e-

  • částice se záporným nábojem
  • počet e- roven počtu p+

Elektronová hustota

  • hodnota pravděpodobnosti výskytu elektronu v daném místě

 

Orbital

  • oblast nejhustšího rozložení e- kolem jádra
  • charakterizován 3 kvantovými čísly

Stavba orbitalu

  • slupka (e- se stejným hlavním kvantovým číslem) – e- vrstva
  • podslupka (e-se stejným hlavním a vedlejším kvantovým číslem)-degenerované orbitaly

Složení orbitalu

  • e- ve valenční vrstvě (nejvýše položená vrstva) – valenční e-

Vlastnosti orbitalu

  • Hlavní kvantové číslo n =1
  • energie atomu
  • elektronová slupka
  • Vedlejší kvantové číslo l= n-1
  • tvar orbitalu
  • energie orbitalu
  • s, p, d, f
  • Magnetické kvantové číslo m=-l,…0,…+l
  • orientace robitalu v prostoru
  • Spinové kvantové číslo s=+-1/2
  • rotace e-kolem vlastní osy

Typy orabitalů

  • s orbital
  • kulově symetrický
  • pro n jen jeden orbital

 

  • p orbital
  • pro dané n tři orbitaly p

 

  • d orbital
  • pro dané n pět orbitaů d

 

  • f orbital
  • pro dané n sedm f

Výstavba e-

  • Princip minima energie
  • Základní stav je stav o nejnižší energii. Jakýkoliv stav o vyšší energii než je stav základní se nazývá excitovaný stav.

Excitace

  • přechod valenčních e- ma vyšší energetickou hladinu
  • atom značen *

Pauliho vylučovací princip- V daném orbitalu se mohou nacházet nejvýše 2 e- s opačným spinovým číslem.

 

Hundovo pravidlo- Orbitaly se stejnou E se obsazují nejdprve po jednom e- se stejným spinovým číslo a potém se přidá e- s opačným spinem ke každému.

 

Výstavbový princip

  • Orbitaly s nižší E se zaplňují dříve než orbitaly s vyšší E.
  • Nejprve se zaplňují orbitaly se součtem meněím než n+1, v případě rovnosti součtu orbitaly s menším n.
  • 1s, 2s, 2p, 3p, 4s, 5s, 4d, 5p, 6sm 4f

Ionizace

  • příjme – li atom dostatečné množství E, m.že jeden/více e- z poslední vrsty odevzdat
  • Na0 → Na+
  • Ionizační E I (kJ/mol)
  • energie nutná k odtržení e- z atomu v plynném stavu
  • čím nižší E e- v atomu (blíž k jádru), tím větší ionizační E na odtržení

Elektronová afinita

  • míra schopnosti přijímat e-
  • E uvolněná při vzniku aniontu z atomu v plynném stavu
  • atomy snadno tvořící anionty mají velkou e- afinitu