ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA ATOMU
Vývoj názorů:
Demokritos (starověk) – hmota se skládá z malých,dále nedělitelných částic zvaných atomy
Daltnova atomová teorie (poč.19.st) – každý z prvků je složen z malých,dále nedělitelných, stejných
atomů
- atomy téhož prvku jsou stejné, atomy různých prvků se liší
hmotností, velikostí a dalšími vlastnostmi
- při chem.reakcích se atomy spojují, oddělují se nebo se přeskupují
(nemohou však vzniknout a zaniknout)
- slučováním atomů dvou či více prvků vznikají molekuly nové
látky – sloučeniny,v určité sloučenině připadá na atom jednoho
prvku vždy stejný počet atomů jiného prvku
- i když není zcela pravdivá, má velký význam pro vývoj chemie
jako vědy
J.J.Thomson (1897) – vytvořil první představu o stavbě atomu (atom = homogenní kladně nabitá koule,
v níž jsou rozptýleny elektrony, vyvrátil atomovou teorii
E.Rutherford (1911) - výsledky zkoumání rozptylu radioaktivního záření (jádra ) při průchodu
kovovou fólií mu umožnily vytvořit planetární model atomu (přirovnává atom ke
sluneční soustavě, jádro = Slunce,e- = planety), tvrdil ,že záporný náboj e-
kompenzuje kladný náboj jádra
N.Bohr (1913) – elektrony se pohybují po stacionárních drahách (kružnicích), elektron může v atomu
existovat jen ve stavech s určitou energií,tato energie se mění skokem,nikoliv spojitě
Schrödinger – elektron neobíhá po určitých drahách ,ale vyskytuje se v určité části prostoru zvané orbital
L. de Broglie – každá mikročástice má povahu nejen korpuskulární,ale též vlnovou
- atom rozdělujeme na obal a jádro:
ATOMOVÉ JÁDRO:
- centrální část atomu
- je nepatrná ,je asi 10 000 menší než celý atom
- nese převážnou část hmoty / - >je zde soustředěna téměř veškerá hmotnost atomu –neboť jsou zde p+ a n0 , a ty mají
přibližně stejnou hmotnost,zatímco hmotnost e- je téměř 2000 menší/
- jádro je složeno z pseudoelementárních částic nukleonů – protonů a neutronů
proton – p+ - je částice nesoucí jeden kladný elementární náboj
- počet protonů v jádře udává PROTONOVÉ ČÍSLO (Z) (= atomové číslo)
udává také celkový počet e- v obalu,( - o chemických vlastnostech atomu rozhoduje uspořádání e- do
vrstev a hladin) Mendělejevův periodický zákon říká, že vlastnosti prvků jsou periodickou
funkcí jejich Z
- klidová hmotnost částice : 1,6725 . 10-27 kg
náboj : +1,6021 . 10-19 C
neutron – n0 – je elektricky neutrální částice
- počet neutronů v jádře udává NEUTRONOVÉ ČÍSLO (N)
- klidová hmotnost částice : 1,6748 . 10-27 kg
- náboj: 0
- počet všech nukleonů v jádře udává NUKLEONOVÉ ČÍSLO (A)
(relativní hmotnost atomu je přibližně rovna jeho nukleonovému číslu /tj. 1/12 hmotnosti atomu 12C je blízká hmotnosti 1nukleonu- ve skutečnosti je hmotnost jádra menší)
- kladně nabité protony a elektroneutrální neutrony jsou v jádře vázány velmi silnými jadernými silami
( mezi p+ a e- působí elektrostatické síly)
- na základě hodnoty nukleonového a protonového čísla lze rozlišit prvek,izotop, izobar, nuklid:
PRVEK: látky,jejichž atomy obsahují výlučně jádra o stejném Z (nukleonové číslo může být různé)
IZOTOP: látky, složené z atomů o stejném Z, ale liší se číslem nukleonovým (např. )
- izo= stejný, topos = místo, 21 prvků z periodické soustavy netvoří izotopy (Al,F…)
- mají stejné chemické vlastnosti ale liší se vlastnostmi fyzikálními
NUKLID: látka, složená z atomů a stejném Z a stejném A (např. )
IZOBARY: látka,složená z atomů o stejném A a různém Z (např. )
SLOUČENINY: je látka složená z různých atomů (ze 2 a více)
MOLEKULA : je látka složená ze dvou či více atomů spojených chemickou vazbou
- přesný model atomového jádra nebyl dosud vytvořen, neboť silné (jaderné) síly nejsou dosud zcela
prostudovány. Nejznámější modely jádra – kapkový a slupkový
kapkový model – se používá k vysvětlení štěpení jader
slupkový model – vychází z předpokladu,že nukleony v jádře jsou uspořádány v urč. energetických
hladinách
STABILITA ATOMOVÉHO JÁDRA
- všechna atom.jádra nejsou stejně stálá ( o jejich stálosti rozhoduje jejich složení –poměr počtu p+ a n0
- veličinou charakterizující stabilitu jader je vazebná energie jádra
vazebná energie jádra(E v):je energie,která se uvolní při vzniku jádra z jednotlivých nukleonů nebo
kterou je třeba dodat k rozštěpení jádra na jednotlivé nukleony
E v = J např. Ev = 4,329 . 10-12 J
= 5,985 . 10-12 J
- celková vazebná energie Li je větší než He,(Li má
totiž více p+ a n0 než He), pro stanovení stability jader je
tedy třeba znát nejen celkovou vazebnou energii jádra,
ale i vazebnou energii vztahující se na 1 nukleon v jádře
:
:
-> vazebná energie na 1 nukleon je větší pro jádro helia, a proto také je
stabilita jader větší než stabilita jader .
- atomová jádra s A = 30 – 130 jsou poměrně stálá
- atomová jádra s A příliš malými či příliš velkými jsou méně stabilní , proto se také při štěpení (s
velkými A) nebo při syntéze (s malými A) těchto jader uvolní největší množství energie
HMOTNOSTI ATOMU A MOLEKUL
- hmotnosti atomů a molekul vyjádřené v kg se pohybují od 10-27 do 10-24 kg
Relativní atomová hmotnost prvku : Ar (X)
- je definována jako poměr klidové hmotnosti atomu určitého prvku m(X)
a atomové hmotnostní konstanty mu
Relativní molekulová hmotnost sloučeniny: Mr (Y)
- je definována jako poměr klidové hmotnosti příslušné molekuly m (Y) a
atom. hmotnostní konstanty mu
Atomová hmotnostní konstanta: m u
- je definována jako hmotnosti atomu nuklidu uhlíku 12C
mu= 1,66057 . 10-27kg
(Mr a Ar jsou bezrozměrné relativní veličiny)
LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ – n
- tato veličina byla zavedena k vyjádření počtu částic v látce
- její jednotkou je mol ,kt. patří mezi jednotky SI
Mol – množství látky, kt. obsahuje 6,022 . 1023 molekul (atomů…) se nazývá mol
- je takové látkové množství soustavy , které obsahuje právě tolik částic (např. atomů, iontů,
molekul), kolik je atomů uhlíku v 12g nuklidu uhlíku 12C
- tento počet vyjadřuje AVOGADROVA KONSTANTA NA = 6,023 . 10-23 mol-1
- ta udává počet částic připadající na 1 mol látky
- určitý počet částic v soustavě …………….N
MOLÁRNÍ HMOTNOST - M
- je definována jako podíl hmotnosti soustavy atomů m(X), nebo molekul m(Y) a jejího látkového množství n
- jednotkou molární hmotnosti v soustavě SI je kg . mol-1
(je-li M udávána v g . mol-1 je pak číselná hodnota M rovna jejich relativní atomové čí molekulové hmotnosti)
MOLÁRNÍ OBJEM: Vm
- je definován jako podíl objemu soustavy V určité chemické látky a jejího látkového množství n
- jednotka dm3.mol-1
- molární objem téže látky se mění se změnou teploty a tlaku
- za norm. podm./tj. tlaku asi 101,3kPa a teploty OoC/ pro ideální plyn roven 22,41 dm3.mol-1
Maturita.cz - referát (verze pro snadný tisk)
http://www.maturita.cz/referaty/referat.asp?id=3981