Atóm 101: Čo je atóm a ako funguje?

Atóm 101: Čo je atóm a ako funguje?

Atóm 101: Čo je atóm a ako funguje?

Atóm je základným stavebným kameňom hmoty. Pozostáva z kladne nabitého jadra a obalu, ktorý obsahuje záporne nabité elektróny. Atómové štruktúry sú kľúčové pre pochopenie rôznych vedných disciplín, akými sú chémia, fyzika a biológia. V tomto článku sa na atómy pozrieme do hĺbky a zistíme, ako fungujú.

Čo je atóm?

Atóm je najmenšia jednotka chemického prvku, ktorá má všetky vlastnosti prvku. Skladá sa z troch hlavných zložiek: protóny, neutróny a elektróny. Protóny majú kladný náboj, neutróny sú neutrálne a elektróny majú záporný náboj.

Jadro atómu sa nachádza v strede a skladá sa z protónov a neutrónov. Počet protónov v jadre určuje chemický prvok, ku ktorému atóm patrí. Napríklad atóm vodíka má jeden protón, zatiaľ čo atóm uhlíka má šesť protónov.

Elektróny obiehajú okolo jadra v rôznych obaloch alebo energetických hladinách. Každý z týchto obalov alebo energetických úrovní môže obsahovať určitý počet elektrónov. Najvnútornejší obal pojme maximálne dva elektróny, ďalší obal pojme až osem elektrónov atď.

Ako funguje atóm?

Základné sily, ktoré držia atóm pohromade, sú elektromagnetická sila a jadrová sila. Elektromagnetická sila priťahuje kladne nabité protóny v jadre k záporne nabitým elektrónom v atómovom obale. Zároveň sa protóny v jadre navzájom odpudzujú, pretože sú všetky kladne nabité. Jadrová sila na druhej strane drží protóny a neutróny pohromade v jadre a prekonáva elektromagnetické odpudzovanie medzi protónmi.

Elektróny nie sú na pevných dráhach okolo jadra, ale pohybujú sa v oblasti okolo jadra nazývanej „orbitál“. Orbitál si možno predstaviť ako rozdelenie pravdepodobnosti nájdenia elektrónu na konkrétnom mieste okolo jadra.

Usporiadanie elektrónov v energetických hladinách prebieha v súlade s pravidlami kvantovej mechaniky. Elektróny najskôr naplnia najvnútornejšie obaly alebo energetické úrovne predtým, ako vstúpia do vonkajších obalov. Tento koncept sa nazýva „princíp budovy“.

Často kladené otázky

1. Čo je atómové jadro?

Atómové jadro je centrálna časť atómu zložená z protónov a neutrónov. Nesie kladný náboj atómu a obsahuje väčšinu hmotnosti atómu.

2. Kde sú elektróny?

Elektróny sú v obaloch alebo energetických hladinách okolo jadra. Každý obal môže obsahovať určitý počet elektrónov, pričom vnútorné obaly sú schopné pojať menej elektrónov ako vonkajšie obaly.

3. Ako vznikajú atómy?

Atómy môžu byť vytvorené rôznymi spôsobmi. Jednou z možností je tvorba atómov prostredníctvom chemických reakcií, pri ktorých si atómy vymieňajú alebo zdieľajú elektróny, aby sa dosiahli stabilné konfigurácie. Ďalšou možnosťou je jadrová fúzia alebo štiepenie, pri ktorom vznikajú alebo sa rozkladajú atómy pri jadrových reakciách.

4. Dajú sa atómy zničiť?

Atómy nemožno zničiť alebo premeniť na iné atómy bez použitia jadrových reakcií alebo urýchľovačov častíc. Pri bežných chemických reakciách sa prerušujú alebo vytvárajú iba väzby medzi atómami, nie samotné atómy.

5. Akú úlohu zohrávajú atómy v chémii?

Atómy hrajú ústrednú úlohu v chémii, pretože sú základnými stavebnými kameňmi molekúl a zlúčenín. Spôsob, akým atómy navzájom ovplyvňujú, určuje vlastnosti a reaktivitu látok.

6. Kedy bol vyvinutý atómový model?

Atómový model bol vyvinutý koncom 19. a začiatkom 20. storočia. Rôzni vedci ako John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford a Niels Bohr prispeli k vývoju atómového modelu poskytnutím experimentálnych dôkazov a teoretických úvah.

7. Ako sa klasifikujú atómy?

Atómy sú klasifikované do prvkov na základe ich počtu protónov v jadre. Existuje viac ako 100 rôznych prvkov, z ktorých každý má jedinečný počet protónov a jedinečnú chemickú reaktivitu.

8. Čo je izotop?

Izotop je variant prvku, ktorý sa líši počtom neutrónov v jadre. Izotopy majú rovnaký počet protónov a teda rovnakú chemickú reaktivitu, ale rôzne hmotnostné čísla.

Záver

Stručne povedané, atómy sú základnými stavebnými kameňmi hmoty. Pozostávajú z jadra, ktoré je kladne nabité, a elektrónov, ktoré obiehajú okolo jadra. Elektromagnetická sila a jadrová sila držia atóm pohromade. Vlastnosti a reaktivita atómov určujú vlastnosti a reaktivitu chemických zlúčenín. Pochopenie atómov je kľúčové pre naše znalosti chémie, fyziky a biológie.