Zloženie a štruktúra atómu

Zloženie a štruktúra atómu

Stručná história

– Demokritos a Leukipos– latky sú zlozene s malinkých nedeliteľných častíc – atómov

– John Dalton– vyslovil modernu teóriu o atóme:

1. Všetky latky sú zlozene z malých nedeliteľných častíc atómov, a atómy toho istého prvku sú rovnaké a rôznych prvkov sa líšia svojimi vlastnosťami
2. Počas chemickej reakcie atómy nevznikajú a ani nezanikajú len sa preskupujú spájajú
3. Spájaním atómov vznikajú zlúčeniny

Z Daltonovej teórie vyplýva:

1. Zákon zachovania hmotnosti a ten znie: Hmotnosť izolovanej sústavy je konštantná
2. Zákon stálych zlučovacích pomerov : Prvky sa zlučujú v stálych zlučovacích pomeroch

Modely Atómov

1. Thompsonov Pudingový model – koláč ako jadro a hrozienka boli elektróny
2. Rutherfordov Planetárny model – Slnko je jadro a planéty sú elektróny na obale
3. Bohrov model atómu – Bohr skúmal atóm vodíka a prišiel na to že elektróny môžu obiehať iba po kružnici s určitou energiou číže po stacionárnych dráhach a ta energia sa menila po kvantách – prechod z dráhy na dráhu.
4. Kvantovo mechanicky model atómu – vznikol na základe kvantovej mechaniky

• Heisenberg definoval neurčitosť čo znamená že nie je možné určiť polohu atómu ale vieme určiť kde sa atóm v danom okamihu nachádza.

Atómové jadro

– Skladá sa s protónov a neutrónov. Protón je kladne nabitá častica neutrón nemá náboj.

– Počet protónov je dane protónovým číslom Z

– Počet neutrónov je dane neutrónovým číslom N

– NUKLEÓNY = A+N

IZOTOPY– atómy s rovnakým počtom protónov a rôznym počtom neutrónov
IZOBARY- atómy ktoré majú rozdielne protónové a rovnaké nukleonove

IZOTONY– atómy ktoré majú rozdielne protónové aj nukleonove ale rovnaký počet neutrónov v jadre
NUKLIDY– sú to atómy ktoré majú rovnaký počet protónov aj neutrónov, číže nukleónov

Atómový obal

Atómový obal je teda elektrónový obal atómu- tvoria ho elektróny, sú to častice so záporným nábojom. Počet elektrónov sa zhoduje s počtom protónov v jadre.

ORBITAL – je to oblasť v atómovom obale kde je najvyšší výskyt elektrónov teda najväčšia hustota.

Orbitaly majú určitú energiu ktorá je charakterizovaná troma kvantovými číslami

– HLAVNÉ KVANTOVÉ ČÍSLO – určuje energiu elektrónu v atóme

– VEDĽAJŠIE KVANTOVÉ ČÍSLO – určuje tvar a energiu orbitálu

– MAGNETICKÉ KVANTOVÉ ČÍSLO – určuje orientáciu orbitalu v priestore

– SPINOVÉ KVANTOVÉ ČÍSLO – určuje rotáciu elektrónu okolo vlastnej osi

Elektrónová konfigurácia atómu

Na znázornenie konfigurácie sa môžu použiť rámčeky so šípkami ktoré charakterizujú orbitaly a elektróny.

Opačný smer šípok znamená že atómy majú rôzne spinové číslo.

Pri zapĺňaní elektrónového obalu platia pravidla:

1. Pauliho Princíp– tento princíp hovorí o tom že v atóme nemôžu existovať elektróny ktoré majú rovnaké všetky 4 kvantové čísla.

Platia tam pravidla:

• V orbitále smôžu byt max. 2 elektróny
• V orbitále p môžu byt max 6 elektrónov
• V orbitále d môže byt max 10 elektrónov
• V orbitále f môže byt max 14 elektrónov

1. Hundovo pravidlo (pravidlo maximálnej multiciplity) – orbitaly s rovnakou energiou sa najprv obsadzujú elektrónmi s rovnakým spinovým číslom a potom sa dopĺňajú s opačnými.
2. Výstavbový princíp– je o tom že sa orbitaly s menšou energiou zapĺňajú skôr ako tie s väčšou

Valenčná vrstva atómuje posledná vrstva elektrónového obalu atómu. Je najviac vzdialená od jadra. Elektróny na tejto vrstve sa nazývajú tiež valenčné. Valenčná vrstva sa zúčastňuje chemickej reakcie.

Excitácia je to proces keď jeden z elektrónov valenčnej vrstvy prejde na vyššiu energetickú hladinu.

Ionizácia je to proces pri ktorom sa pri dodaní energie odtrhne elektrón a vzniká:

-Anión- záporne nabitie

-Katión- kladné nabitie

Elektrónová afinita – je to energia ktorá sa uvoľní keď sa pridá elektrón na atóm a jej hodnota je schopnosť prijímať elektróny

Ionizačná energia – energia ktorá je potrebná na odtrhnutie elektrónu z atómu. Hodnota je schopnosť odovzdávať elektróny

Rádioaktivita

Samovoľný rozpad jadier nuklidov s nestálymi jadrami.

Delí sa na:

• Prirodzená rádioaktivita
• Umelá rádioaktivita

Prírodná rádioaktivita:

• Alfa Žiarenie– je to prúd letiacich jadier He, ma to silne ionizačné účinky ale je zastaviteľná papierom
• Beta žiarenie – je to prúd elektrónov ktoré sa uvoľnia v jadre pri premene neutrónu na protón. Menšie ionizačné účinky ale je prenikavejšia.
• Gamma žiarenie – elektromagnetické vlnenie ktoré je najprenikavejšie.

Umelá rádioaktivita:

• Samovoľná premena umelých radionuklidov, keď na stabilne jadro pôsobí iná častica alebo žiarenie.

Jadrové reakcie – je keď do seba narazia dve jadra