Modely atomu

21. dubna 2011 v 10:27 | Jimmy Found |  Chemie
Jedná se o zpracovanou maturitní otázku z chemie, která vysvětluje, jak se v průběhu historie měnily názory na stavbu atomu. Dle mého je pro chemii tento přehled dostačující, pokud byste chtěli vědět o této historii či stavbě atomu něco víc, doporučil bych vám hledat spíš v oboru jaderné fyziky či fyziky elektronového obalu.




První zmínky o atomu pocházejí z 5. století př. n. l. Tehdy vznikla filosofická teorie, že hmotu nelze rozkládat do nekonečna, ale je tvořena z určitých základních částic - atomů. Název atomos znamená "nedělitelný". S touto teorií přišel Demokritos, který si atomy představoval jako částečky s háčky, kterými se jednotlivě drží pohromadě

John Dalton - 19. století - přišel s teorií, že každý chemický prvek se skládá z atomů, které mají své specifické vlastnosti (dnes již víme, že atomy každého prvku mají v jádře stejný počet protonů). Přišel taktéž na to, že tyto atomy se dají skládat do tzv. molekul.
V roce 1897 však teorii o tom, že atomy jsou dále nedělitelné, vyvrátil J. J. Thomson. Jeho poznatky z fyziky přinesly světu první elementární částici - elektron. Ještě však nebyl schopen určit její hmotnost či náboj, co však dokázal, bylo stvořit Thomsonův pudinkový model atomu. Pudinkový model atomu říká, že existuje jakási atomová hmota, ve které plavou elektrony. Každý elektron má určitý náboj, celkový náboj atomu je však nulový, tedy hmota, ve které jsou elektrony naskládány má náboj rovný , kde e je elementární náboj (náboj elektronu) a N je počet elektronů ve hmotě.







I tento model však časem padl, přišel totiž Ernest Rutherford, který nechal odstřelovat částicemi alfa (částice alfa je jádro Hélia 4/2 ) desku zlata vytepanou do tloušťky několika nanometrů. Některé částice alfa se odrazily, jiné prošly skrze desku, to přivedlo Rutherforda k myšlence, že elektrony budou obíhat něco, co je velice malé, avšak natolik hmotné, aby si všechny elektrony udrželo u sebe - jádro atomu. Elektrony jádro obíhají po kružnicích jako planety hvězdy (v našem případě Slunce). Plantární model, jak se mu říkalo, měl však jisté nedostatky - proč se elektrony nezhroutí do jádra, když jsou jím přitahovány?

V roce 1913 vytvořil Niels Bohr další model atomu, kde už se počítalo s kvantovou teorií. Bohrův model atomu počítal s tím, že elektrony obíhají jádro atomu pouze po určitých energetických drahách, které odpovídají kvantům energie, kterou potřebují, aby se nezhroutily do jádra.



Moderní kvantový model atomu nám ukazuje pouze s pravděpodobností, kde se elektrony nacházejí, zásluhu na této práci mají fyzikové Broglie a Schrödinger. Na základě pravděpodobnosti se dá určit místo, kde se elektron zřejmě nachází, nikdy to však není jist na 100%, platí totiž Heisenbergova relace neurčitosti. Místa, kde se elektrony nacházejí s určitou pravděpodobností, se nazývají orbitaly.

Jádro atomu


Jádro atomu je složeno ze dvou částic - protonů a neutronů. Proton je kladně nabitá částice, kde velikost náboje částice je rovna velikosti náboje elektronu. Platí tedy, že

|Q_protonu |= |Q_(elektronu ) |= -e = 1,602 10^(-19)

Prvek dané látky poznáme podle toho, že je tvořena atomy se stejným protonovým číslem - tedy jádra všech atomů jednoho prvku obsahují stejné množství protonů. Počet protonů v jádře atomu se udává tzv. protonovým číslem Z.
Neutronové číslo N udává počet neutronů v jádře atomu. Obecně platí, že neutronů by mělo být v jádře stejně jako protonů, avšak není to pravidlem, existují různé izotopy prvků, které mají stejné protonové číslo (tím pádem se jedná o stejný prvek), avšak jejich neutronové číslo se liší.

Číslo, které udává počet tzv. nukleonů, označujeme jako číslo nukleonové A. Nukleony jsou protony a neutrony dohromady, tedy platí vztah, že A = Z + N. Samotné N se nikde v zápisu nepromítne, však díky nukleovému číslu jsme schopni ho dopočítat.

Obecný zápis jakéhokoliv prvku s počtem nukleonů A a protonů Z vypadá takto:

Izotopy prvků

Prvky v přírodě mohou mít různé nukleonové číslo. Prvky se stejným protonovým a jiným nukleonovým číslem nazýváme izotopy daného prvku. Pro ukázku bude stačit příklad pro vodík:

(A=1; Z=1)H-lehký vodík (99% výskyt v přírodě)-neobsahuje neutron
(A=2, Z=1)H-těžký vodík (deuterium)-obsahuje jeden neutron
(A=3, Z=1)H-supertěžký vodník (tritium)-obsahuje dva neutrony





Na závěr by se slušelo ještě uvést definice nejdůležitějších pojmů:

Atom - obecně je atom dále dělitelná částice hmoty, avšak je celkově neutrálně nabitá.
Prvek - prvek je látka skládající se z jednoho druhu atomů.

Molekula - molekula je částice složená z více atomů stejných či rozdílných prvků
Sloučenina - sloučenina je látka skládající se z více druhů molekul

Nuklid - nuklid je látka, která se skládá pouze z jednoho izotopu jednoho prvku
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Pajinaaaaa Pajinaaaaa | 6. února 2013 v 8:29 | Reagovat

jooo fakt super

2 Pajinaaaaa Pajinaaaaa | 6. února 2013 v 8:29 | Reagovat

jooo fakt super

3 DJ_LoLjoKE DJ_LoLjoKE | 11. června 2013 v 17:28 | Reagovat

co je na tom super?

4 AOpponpoFlop AOpponpoFlop | E-mail | Web | 25. srpna 2017 v 13:55 | Reagovat

First things first, you have to set a fixed target date when you will completely quit, such as 2-3 weeks from now.  He is content, and also the opposite of what we think old age has in store for us.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama