1. Stavba atomu

1. Stavba atomu

ATOM

= základní stavební jednotka všech látek (hmoty)

• 5.st. př.n.l. v Řecku: „atomós“ = dále nedělitelný

• jádro + elektronový obal

• celková hmotnost: 99,9 % jádro

JÁDRO

• částice v jádře: nukleony - jejich celkový počet = nukleonové číslo (A)

  • nukleony = protony a neutrony

• předem daný počet kladně nabitých částic = protony

  • atomy jednoho prvku = stejné protonové číslo (Z)

• částice bez náboje = neutrony (N)

• v atomech jednoho prvku nemusí být stejný počet neutronů = izotopy

• speciální stavy:

  • nuklid = látka složená z atomů prvku se stejným Z i A

    • izotopicky čistá látka

  • izotop = formy 1 prvku, liší se počtem neutronů, mají stejné Z

    • stejné chemické, jiné fyzikální vlastnosti

    • 11H = běžný vodík

    • 12H= 12D = deuterium (1 p+, 1 e-, 1 n0) ⇒ D2O = těžká voda, chlazení v jader. elektrárnách

    • 13H= 13T = tritium (1 p+, 2 n0) ⇒ vznik jako odpadní produkt při výbuchu atomové bomby

  • izobar = skupiny nuklidů různých prvků se stejným A (40Ar, 40K, 40Ca)

  • izoton = skupiny nuklidů různých prvků; stejné N a různé Z: 12B a 13C (N = 7)

ELEKTRONOVÝ OBAL

• je tvořen elektrony ⇒ záporný náboj

  • nositel „elementárního náboje“ – nejmenší možný náboj částice

• kompenzuje kladný náboj jádra ⇒ počet e- odpovídá Z

• elektroneutrální atom = stejný počet elektronů a protonů X iont = nabitá částice (kation/anion)

• vnitřní struktura el. obalu = elektronová konfigurace

• elektronová hustota = pravděpodobný výskyt e- na daném místě

  • oblast nejhustšího výskytu = orbital, charakteristika pomocí kvantových čísel

KVANTOVÁ ČÍSLA

→ popisují stav elektronů v atomu

• pohybující se e- mají dualistický charakter ⇒ chovají se současně jako částice i vlnění

→ polohu e- v obalu nelze určit přesně ⇒ pouze s určitou pravděpodobností

= vlnová funkce elektronu vyjádřena Schrödingerovou rovnici

• část prostoru, kde se elektron vyskytuje nejčastěji = atomový orbital

• stav elektronu a orbital charakterizují 4 kvantová čísla

1. hlavní kvantové číslo (n)

   • rozhoduje o energii a vzdálenosti od jádra

   • čím vyšší, tím větší energie a vzdálenost od jádra

   • n = 1 až 7 (v PSP odpovídají čísla řádků)

   • udává slupku, ve které se elektron nachází

2. vedlejší kvantové číslo (L)

   • určuje typ (tvar) orbitalu a energii e-

   • L = 0 až n-1

   • v PSP: s, p, d, f prvky

   • s-prvky = valenční e- pouze v hladině ns (n = číslo periody)

   • p-prvky = val. e- pouze v hladině ns a np

   • e- se stejnými hodnoty n a L mají stejnou energii a jsou ve stejném typu orbitalu

3. magnetické kvantové číslo (M)

   • udává prostorovou orientaci orbitalu

   • název magnetické – rozdělí orbitaly podle energie v magnetickém poli

   • v PSP: tloušťka bloku: s-blok = 1 orbital → 1 orientace; p-blok = 3 orbitaly → 3 orientace

   • hodnoty -L až +L

   • degenerované orbitaly – mají stejné n a L, liší se pouze m

4. spinové kvantové číslo (s)

   • udává vnitřní moment hybnosti elektronu

   • rozlišuje dva elektrony v jednom orbitalu

   • když mají dva e- 3 kvantová čísla stejná, spinové se musí lišit

   • ve vrstvě může být maximálně 2n2 elektronů