Atom

Rozbalit box

Obsah boxu

Atom (z řeckého atomos – „nedělitelný“) je nejmenší částice chemického prvku, která si stále zachovává jeho chemické vlastnosti. Je to základní stavební jednotka veškeré hmoty ve vesmíru. Ačkoliv byl atom v minulosti považován za nedělitelný, moderní fyzika ukázala, že se skládá z ještě menších, tzv. subatomárních částic.

---

Struktura atomu

Atom se skládá ze dvou hlavních částí:

• Atomové jádro:

 ** Nachází se ve středu atomu a tvoří drtivou většinu jeho hmotnosti.
 ** Skládá se z nukleonů:
 *** Protony: Mají kladný elektrický náboj (+1e) a určují atomové číslo (Z) prvku. Počet protonů definuje, o jaký chemický prvek se jedná.
 *** Neutrony: Nemají žádný elektrický náboj (jsou neutrální) a společně s protony tvoří hmotnostní číslo (A) atomu. Atomy stejného prvku s různým počtem neutronů se nazývají izotopy.
 ** Jádro je drženo pohromadě silnou jadernou silou.

• Elektronový obal:

 ** Tvoří vnější část atomu a obsahuje elektrony.
 ** Elektrony: Mají záporný elektrický náboj (-1e) a obíhají kolem jádra v určitých energetických hladinách nebo orbitalech.
 ** V elektricky neutrálním atomu je počet elektronů roven počtu protonů v jádře, takže celkový elektrický náboj atomu je nulový. Pokud atom získá nebo ztratí elektrony, stane se z něj ion (kladně nebo záporně nabitý).
 ** Elektrony určují chemické vlastnosti atomu a jeho schopnost tvořit molekuly a sloučeniny.

---

Velikost a hmotnost atomu

Atomy jsou extrémně malé. Jejich typický průměr je kolem $$10^{-10}$$ metru (0,1 nanometru), což je přibližně jeden Angström. I když jsou atomy nepatrné, obsahují téměř veškerou hmotnost, která je soustředěna v jádře. Elektronový obal je převážně prázdný prostor.

---

Dějiny atomové teorie

• Starověk: Myšlenka, že hmota se skládá z nedělitelných částic, sahá až do starověkého Řecka (Démokritos, Leukippos).
• John Dalton: V 19. století oživil atomovou teorii a navrhl, že prvky se skládají z atomů, které se od sebe liší hmotností a nemohou být vytvořeny ani zničeny. Položil základy moderní chemie.
• J. J. Thomson: Na konci 19. století objevil elektron a navrhl model atomu jako "pudink s rozinkami" (kladně nabitá hmota s vnořenými elektrony).
• Ernest Rutherford: Na počátku 20. století provedl experiment s rozptylem alfa částic na zlaté fólii, který vedl k objevu atomového jádra. Navrhl planetární model atomu.
• Niels Bohr: V roce 1913 navrhl model atomu, ve kterém se elektrony pohybují po stabilních orbitách kolem jádra a mohou přecházet mezi nimi pohlcením nebo vyzářením fotonu. Bohrův model úspěšně vysvětlil atomová spektra.
• Kvantová mechanika: Ve 20. století byla vyvinuta kvantová mechanika, která poskytla mnohem přesnější popis struktury atomu a chování elektronů v atomových orbitalech.

---

Atom a chemické vlastnosti

Počet protonů v jádře (atomové číslo Z) určuje, o jaký chemický prvek se jedná (např. vodík má 1 proton, helium 2 protony, kyslík 8 protonů). Počet elektronů ve vnějším elektronovém obalu (tzv. valenční elektrony) určuje, jak se atom bude chovat v chemických reakcích a jaké chemické vazby bude tvořit. Atomy mají tendenci dosáhnout stabilní elektronové konfigurace, často doplněním vnější slupky na osm elektronů (tzv. oktetové pravidlo).

---

Pro laiky

Představte si atom jako takovou úplně, ale úplně nejmenší stavební kostičku, ze které je postaveno všechno kolem nás – vzduch, voda, stromy, kameny, dokonce i vy. Je to tak malinké, že to nevidíte ani silným mikroskopem.

Každý atom má dvě hlavní části: 1. Jádro (uprostřed): Je to jako takové "slunce" atomu. Je maličké, ale skoro všechna "váha" atomu je právě tady. Uvnitř jádra jsou dva druhy "cihliček":

 ** **Protony**: Ty mají kladný náboj (jako malé plusy). Počet protonů rozhoduje, o jaký druh atomu se jedná (např. 1 proton = vodík, 8 protonů = kyslík).
 ** **Neutrony**: Ty nemají žádný náboj (jsou neutrální). Pomáhají držet protony pohromadě.

2. Obal (kolem jádra): To je jako takový "oblak" kolem slunce, kde létají maličké **elektrony**.

 ** **Elektrony**: Ty mají záporný náboj (jako malé minusy) a jsou velmi lehké. Počet elektronů v obalu rozhoduje, jak se atom bude chovat a s čím se bude chtít spojit.

Když se atomy spojují dohromady, tvoří se molekuly (např. dvě kostičky vodíku a jedna kostička kyslíku vytvoří molekulu vody). A z molekul je pak všechno, co vidíme a s čím se setkáváme.

---

Odkazy

• Wikipedia: Atom
• Techmania: Atom
• UCJ.cz: Hmota je vždy prcek

---