Atom: co to je, struktura a atomové modely

atom je základní jednotka hmoty, tj. nejmenší část, na kterou lze prvek rozdělit bez ztráty jeho chemických vlastností.

Atomy jsou tvořeny jádrem složeným z částic protonů a neutronů a elektronů, které obíhají kolem jádra a tvoří elektrosféru.

Slovo atom je řeckého původu a znamená „nedělitelný“. Až do devatenáctého století se věřilo, že atom je nejmenší částí hmoty, to znamená, že je nemožné jej rozdělit.

Atom je tvořen protony a neutrony v jádru a elektrony v elektrosféře.

Struktura a složení atomu

Atomy jsou velmi malé kousky hmoty, tak malé, že je nelze vidět běžnými mikroskopy.

Jeho strukturu tvoří nekonečně malé a husté jádro, složené z protonů a neutronů, a elektrosféra složená z elektronů.

• Protony (p): pozitivní částice a s jednotkovou hmotností.
• Neutrony (n): neutrální částice (nenabité) a s jednotkovou hmotností.
• Elektrony (e): Negativní a prakticky nehmotné částice v neustálém orbitálním pohybu kolem jádra.

Jádro představuje 99,9% hmotnosti atomu. Hmotnost elektronů je prakticky irelevantní: elektron má hmotnost 1836krát menší než hmotnost protonů a neutronů.

Pohyb elektronů kolem jádra tvoří a elektromagnetické pole. Elektrony obíhají kolem jádra tak vysokou rychlostí, že kdybyste viděli atom, byla by elektrosféra viděna jako mrak kolem jádra.

Atomy jsou elektricky neutrální - mají stejnou absolutní hodnotu jako protony (+) a elektrony (-), takže jejich náboj se stává nulovým.

Pokud atom přijímá nebo ztrácí elektrony, přestává být atomem a stává se atomem ion, které mohou mít kladný nebo záporný náboj:

• Pokud přijme elektrony, stane se záporně nabitým a stane se z něj anion.
• Pokud ztratí elektrony, stane se kladně nabitým a stane se kation.

pochopit, co to je hmota a dozvědět se více o kationty a anionty.

Elektrosférická struktura

Elektrosféra je tvořena elektrony v orbitálním pohybu, ale tyto elektrony nejsou náhodně uspořádány, existují elektronické vrstvy kde jsou tyto částice distribuovány.

Atom může mít až sedm elektronických vrstev. Každá z těchto vrstev má různé energetické úrovně, přičemž nejvzdálenější vrstva je nejenergetičtější vrstvou.

Tyto vrstvy jsou reprezentovány následujícími písmeny: K, L, M, N, O, P, Q. K je vrstva nejblíže jádru.

Ne všechny atomy mají 7 vrstev, například rtuť jen 6. Ale bez ohledu na počet granátů je pravidlem, že poslední nemůže mít více než 8 elektronů.

Elektronické vrstvy se dále dělí na energetické úrovně, zastoupená písmeny: s, p, d, f.

Historie atomu a atomové modely

Myšlenka, že hmotu lze rozdělit na malé části, dokud nedojde k jednotce tak malé, že ji již nelze rozdělit, existuje již od starověkých Řeků.

Democritus, kolem 400 před naším letopočtem C., byl prvním vědcem, který postuloval existenci této malé částice a nazval ji „atom“, což v řečtině znamená „nedělitelný“.

Bylo to v roce 1803, kdy byla vyvinuta první konzistentní teorie atomů. John Dalton tvrdil, že atom byl nejmenší částí hmoty a že je nedělitelný.

V průběhu následujících století, s rozvojem vědy a techniky, byly objeveny nové objevy o této částice a postulovány v různých atomových modelech.

1803 - Daltonův model

Tento model, který vyvinul profesor John Dalton v roce 1803, se stal známým jako model "bazénový míč", protože podle něj byly atomy masivní, nedělitelné a nezničitelné koule.

1898 - Thomsonův model

Joseph Thomson objevil existenci elektronů a podle jeho modelu by tyto náboje byly rovnoměrně rozloženy po celém atomu s kladnými náboji.

Atom v Thomsonově modelu byl spíše sférický než masivní a stal se známým jako "rozinky pudink", kde rozinky v pudinku představovaly kladné a záporné náboje.

1911 - Rutherfordův model

Rutherford učinil důležitý objev o atomu: existence jádra. Jeho model uvedl, že atom se skládal z jádra a elektrosféry.

V jádře by byly protony a neutrony a v elektrosféře elektrony. Tento model se stal známým jako "Sluneční Soustava".

Rutherford nedokázal vysvětlit to, jak se elektrony nezhroutily s jádrem atomu.

1913 - Rutherford-Bohr Model

Rutherfordův model byl doplněn objevy fyzika Nielse Bohra v roce 1913. Bohr dospěl k závěru, že elektrony obíhají kolem elektrosféry ve vrstvách různých energetických úrovní.

Elektrony v tomto pohybu neabsorbují ani neuvolňují energii, takže zůstávají na oběžné dráze s konstantní energií, která jim brání v srážce s jádrem.

Vlastnosti atomu

To, co odlišuje jeden atom od druhého, je množství protonů, neutronů a elektronů v jeho složení. Hlavní hodnoty používané k identifikaci atomů jsou atomová hmotnost a atomové číslo.

atomová hmotnost

Hodnota atomové hmotnosti je představována součtem protonů a neutronů přítomných v jádru atomu.

A = z + n

protonové číslo

Atomové číslo je počet protonů v jádru atomu, jeho hodnota je reprezentována písmenem z. Protože v atomu se počet protonů rovná počtu elektronů, máme:

z = p = e

Sada několika atomů se stejným atomovým číslem tvoří a chemický prvek. Všechny známé chemické prvky jsou zastoupeny v periodické tabulce podle vzestupného pořadí atomového čísla.

Chemické prvky jsou v periodické tabulce zastoupeny zkratkou a názvem ve středu, atomovou hmotností dole a atomovým číslem nahoře, jak je znázorněno na obrázku:

• Atomová hmotnost = 196,967
• Atomové číslo = 79

Atomy a molekuly

Atom je velmi malá část hmoty, skládá se z jádra s protony a neutrony a elektronů rotujících kolem jádra.

Molekula je seskupení atomů stejných nebo různých prvků, které společně tvoří látku. Například:

• Dva atomy kyslíku se spojí a vytvoří molekulu kyslíku (O.₂).
• Dva atomy vodíku se spojí s jedním atomem kyslíku a tvoří molekulu vody (H₂Ó).

Podívejte se taky:

• Molekuly
• Linus Pauling diagram