Stavba atomu

Atomy, jsou nejmenší stavební jednotky hmoty. Toto označení vzniklo v Řecku („atomos“ – dále nedělitelný). Teprve na počátku 19. století vzniká představa o složení látek z atomů. Tento předpoklad formuloval j.Dalton. Na něho navázal Thomson se svým atomovým modelem, kdy atom byl považován za kladně nabitou kouli a uvnitř byly rozptýleny elektrony. Poté v roce 1911 přichází se svým modelem Rutherford, v jeho modelu je jádro atomu zaujímá největší hmotnost atomu a má kladný náboj. Okolo jádra obíhají elektrony se záporným nábojem. Na něho navazuje Borův planetární model. A dnešní kvantově mechanický model, kdy jádro tvoří protony a neutrony a okolo obíhají elektrony.

Stavba atomu. Jádro atomu je tvořeno protony a neutrony tyto dvě částice mají největší hmotnost. Proton má kladný náboj neutron je elektroneutrální. Počet protonů a neutronú v jádře udává nukleonové číslo A. Počet protonů a jím odpovídající počet elektronů udává protonové číslo Z. Počet neutronů v jádře udává neutronové číslo. A = Z + N. Nejdůležitější charakteristikou atomu je jeho protonové číslo, každý atom téhož prvku má stejný počet protonů. Látky se stejným počtem protonu ale odlišným počtem neutronů označujeme jako nukleony např.: . Atomy se stejným počtem protonů ale různým nukleonovým číslem nazýváme izotopy. Toto se užívá pro označení nuklidů stejného prvku.

Stavba elektronového obalu

Chování mikročástic (elektonu) se od běžných těles značně liší. Nedá se proto vystihnou pomocí klasické fyziky – Newtonova mechanika. Pro popis jevů v atomovém měřítku byla vypracována obecnější teorie – kvantová mechanika. Ta vyjadřuje vlnově mechanický charakter elektronu. Známe li hmotnost a rychlost ophybujícího se elektronu můžeme mu přiřadit vlnovou délku. Pro částice platí E = m · c². pro záření E = h · – Z toho vychází . Dualistická povaha elektronu.

Orbita je místo nejpravděpobnějšího výskytu elektronu. Charakterizují ho kvantová čísla.

Hlavní kvantové číslo [n] nabývá hodnot 1,2,3,…(bez omezení) – udává celkovému energetickému stavu elektronu (vzdálenost elektronu od jádra [1,2,3,…,7] = [K,L,M,…,Q] ve vymezené oblasti atomu. Odpovídá za celkovou energii elektronu v danném stacionárním stavu a za velikost orbitalu.

Vedlejší kvantové číslo [l] nabývá hodnot 0,1,2 … (n – 1) – Odpovídá pohybu elektronu kolem jádra. Udává dráhový mement a tvar orbitalu. l0 – s, l1 – p, l2 – d, l3 – f, ….

Magnetické kvantové číslo [m] nabývá hodnot –l, 0, +l – udává prostorovou orientaci orbitalu a počet orbitalů v jedné podslupce.

Spinové číslo [s] + ½ , – ½ – udává orientaci spinu elektronu

Znázornění orbitalu – rámečky, Paschetovi symboly (1s, 2s, 3s, 3p, …), pomocí tvaru. Výstavba elektronového obalu se řídí třeme pravidli:

• Pauliho princip výlučnosti: V každém orbitalu mohou být maximálně dva elektrony s opačným spinem.
• Výstavbový princip: Každý atom nabývá konfigurace s co nejnižší energií. Nejprve se zaplňují orbitaly s nižší energií. (1s,2s,3s,3p,4s,3p,4p,5s,….)
• Hundovo pravidlo: elektrony zaplňují orbitaly se stejnou energií – p,d,f. po jednom se stejným spinem, teprve poté začíná porování elektronů