Atom 101: Co je atom a jak funguje?

Atom 101: Co je atom a jak funguje?

Atom 101: Co je atom a jak funguje?

Atom je základním stavebním kamenem hmoty. Skládá se z jádra, které je nabité kladně, a obalu, který obsahuje záporně nabité elektrony. Atomové struktury jsou klíčové pro pochopení různých vědních oborů, jako je chemie, fyzika a biologie. V tomto článku se podíváme na atomy do hloubky a zjistíme, jak fungují.

Co je atom?

Atom je nejmenší jednotka chemického prvku, která má všechny vlastnosti prvku. Skládá se ze tří hlavních složek: protonů, neutronů a elektronů. Protony mají kladný náboj, neutrony jsou neutrální a elektrony mají záporný náboj.

Jádro atomu se nachází ve středu a je tvořeno protony a neutrony. Počet protonů v jádře určuje chemický prvek, ke kterému atom patří. Například atom vodíku má jeden proton, zatímco atom uhlíku má šest protonů.

Elektrony obíhají kolem jádra v různých obalech nebo energetických hladinách. Tyto obaly nebo energetické hladiny mohou každá obsahovat určitý počet elektronů. Nejvnitřnější obal pojme maximálně dva elektrony, další obal pojme až osm elektronů a tak dále.

Jak funguje atom?

Základní síly, které drží atom pohromadě, jsou elektromagnetická síla a jaderná síla. Elektromagnetická síla přitahuje kladně nabité protony v jádře k záporně nabitým elektronům v atomovém obalu. Zároveň se protony v jádře vzájemně odpuzují, protože jsou všechny kladně nabité. Jaderná síla na druhé straně drží protony a neutrony pohromadě v jádře a překonává elektromagnetické odpuzování mezi protony.

Elektrony nejsou na pevných drahách kolem jádra, ale spíše se pohybují v oblasti kolem jádra zvané „orbital“. Orbital si lze představit jako rozdělení pravděpodobnosti nalezení elektronu na určitém místě kolem jádra.

Uspořádání elektronů v energetických hladinách probíhá v souladu s pravidly kvantové mechaniky. Elektrony nejprve naplní nejvnitřnější obaly nebo energetické hladiny, než vstoupí do vnějších obalů. Tento koncept se nazývá „princip stavby“.

Často kladené otázky

1. Co je atomové jádro?

Atomové jádro je centrální část atomu tvořená protony a neutrony. Nese kladný náboj atomu a obsahuje většinu hmotnosti atomu.

2. Kde jsou elektrony?

Elektrony jsou v obalech nebo energetických hladinách kolem jádra. Každý obal může pojmout určitý počet elektronů, přičemž vnitřní obaly jsou schopny pojmout méně elektronů než vnější obaly.

3. Jak vznikají atomy?

Atomy mohou vznikat různými způsoby. Jednou z možností je tvorba atomů prostřednictvím chemických reakcí, při kterých si atomy vyměňují nebo sdílejí elektrony, aby se dosáhlo stabilních konfigurací. Další možností je jaderná fúze nebo štěpení, kdy atomy vznikají nebo se rozkládají při jaderných reakcích.

4. Lze atomy zničit?

Atomy nelze zničit nebo přeměnit na jiné atomy bez použití jaderných reakcí nebo urychlovačů částic. Při normálních chemických reakcích se přerušují nebo tvoří pouze vazby mezi atomy, nikoli atomy samotné.

5. Jakou roli hrají atomy v chemii?

Atomy hrají ústřední roli v chemii, protože jsou základními stavebními kameny molekul a sloučenin. Způsob vzájemné interakce atomů určuje vlastnosti a reaktivitu látek.

6. Kdy byl vyvinut atomový model?

Atomový model byl vyvinut koncem 19. a začátkem 20. století. Různí vědci jako John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford a Niels Bohr přispěli k vývoji atomového modelu poskytnutím experimentálních důkazů a teoretických úvah.

7. Jak se klasifikují atomy?

Atomy jsou klasifikovány do prvků na základě jejich počtu protonů v jádře. Existuje více než 100 různých prvků, z nichž každý má jedinečný počet protonů a jedinečnou chemickou reaktivitu.

8. Co je to izotop?

Izotop je varianta prvku, která se liší počtem neutronů v jádře. Izotopy mají stejný počet protonů a tedy stejnou chemickou reaktivitu, ale různá hmotnostní čísla.

Závěr

Stručně řečeno, atomy jsou základní stavební kameny hmoty. Skládají se z jádra, které je kladně nabité, a elektronů, které obíhají kolem jádra. Elektromagnetická síla a jaderná síla drží atom pohromadě. Vlastnosti a reaktivita atomů určují vlastnosti a reaktivitu chemických sloučenin. Pochopení atomů je zásadní pro naše znalosti chemie, fyziky a biologie.