Stavba atomu, radioaktivita, f-prvky

2. STAVBA ATOMU, RADIOAKTIVITA, F-PRVKY

ATOM

• základní stavební částicí látek je atom

• století př. n. l. Démokritos a Leukippos názor, že látky jsou složené z nepatrných a neviditelných částeček – atomů (atomos = nedělitelný)

• počátek 19. století John Dalton – atomová teorie:

  • prvky jsou složeny z malých částic – atomů, atomy jednoho prvku jsou stejné, atomy různých prvků se liší svými vlastnostmi

  • při chemických reakcích dochází ke spojování, oddělování a přeskupování atomů, atomy při nich nevznikají, nemizí a ani se nemění na atomy jiných prvků

  • spojováním atomů dvou nebo více prvků vznikají nové látky – chemické sloučeniny

  • v určité sloučenině připadá na jeden atom jednoho prvku vždy stejný počet atomů jiného prvku

• v roce 1911 objevil anglický fyzik E. Rutherford, že atomy mají svou vnitřní strukturu a skládají se z kladně nabitého jádra obklopeného záporně nabitými částicemi

• protony, elektrony a neutrony jsou tzv. elementární částice, elektrony jsou zároveň tzv. fundamentální částice – nemají vnitřní strukturu, protony a neutrony jsou tvořeny trojicí fundamentálních částic, tzv. kvarků

• atom tvoří kladně nabité jádro a záporně nabitý elektronový obal

Atomové jádro

• jádro atomu se skládá z protonů a neutronů

• protony p+ – částice s kladným nábojem, jejichž počet v jádře udává protonové číslo Z (= atomové číslo)

• neutrony n0 – částice bez náboje, jejichž počet v jádře udává neutronové číslo N

• protony a neutrony nazýváme nukleony, jejichž počet v jádře udává nukleonové číslo A (= hmotnostní číslo), pro které platí A = N + Z

• A se píše jako horní index před značkou prvku, Z se píše jako dolní index před značkou prvku:

• např. atom kyslíku má 8 protonů, 8 neutronů, 16 nukleonů:

• nuklidy- látky složené z atomů, jejich jádra mají stejné protonové číslo (stejný počet protonů), stejné neutronové číslo (stejný počet neutronů), a tedy stejné nukleonové číslo (stejný počet nukleonů)

• izotopy - atomy se stejným počtem protonů, ale s různým počtem neutronů

• izotopy jednoho prvku se liší zejména fyzikálními vlastnostmi, popř. fyzikálně-chemickými vlastnostmi (např. hmotnost atomů)

• mohou mít odlišný vliv na živé organismy (např. D2O je na rozdíl od H2O toxická)

• izobary - atomy různých prvků se stejným nukleonovým číslem

• izotony - atomy různých prvků se stejným počtem neutronů

→ izotopy

→ izobary

→ izotony

Elektronový obal

• je tvořen elektrony – částicemi se záporným nábojem, které kompenzují kladný náboj jádra, jejich počet v elektricky neutrálním atomu je roven počtu protonů v jádře (tedy protonovému číslu Z)

Stavba elektronového obalu

• ELEKTRONOVÁ HUSTOTA – hodnota pravděpodobnosti výskytu elektronu v daném místě, oblasti nejhustšího výskytu elektronů v el obalu (s nejvyšší el hustotou) se nazývají ORBITALY

• orbital, tedy oblast nejhustšího rozložení elektronů kolem jádra, jejich stavy a energii charakterizují 3 kvantová čísla