ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 25. 7. 2012. Ročník: osmý"

Žaneta Müllerová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 ATOM Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: Ročník: osmý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Částicové složení látek a chemické prvky 1

2 Anotace: Žáci se seznámí se strukturou atomu, jeho historií a jednotlivými částmi. V rámci tohoto modulu žáci definují atom, vyjmenují jeho části a elementární částice. Popíší modely atomu a jejich rozdíly. Modul obsahuje středoškolskou část učiva kvantová čísla a zaplňování orbitalů. 2

V rámci tohoto modulu žáci definují atom, vyjmenují jeho části a

Definice atomu Atom je nejmenší částice hmoty, kterou nelze dále dělit chemickýmiprostředky (fyzikálními ano např. jaderná reakce). Atom definuje vlastnosti daného chemického prvku.

3 Definice atomu Atom je nejmenší částice hmoty, kterou nelze dále dělit chemickýmiprostředky (fyzikálními ano např. jaderná reakce). Atom definuje vlastnosti daného chemického prvku. Atom se skládá z atomového jádraobsahujícího protony a neutronya obaluobsahujícího elektrony. Femtometr (fm) = m Ångström(Å) = 0,1 nmneboli m Nejedná se o jednotku SI. Obr. č. 1: Stavba a velikost atomu helia [2] dostupné z: 3

Atom se skládá z atomového jádraobsahujícího protony a neutronya obaluobsahujícího elektrony.

4 Stavba atomu obsahuje nukleony (kladné protony a neutrony bez náboje) obsahuje záporné elektrony, skládá se z vrstev, poslední vrstva se nazývá valenční Obr. č. 2: Atom helia [3] dostupné z: 4

poslední vrstva se nazývá valenční Obr. č.

5 Jádro atomu vnitřní kladně nabitá část atomu tvoří jeho hmotové i prostorové centrum představuje 99,9% hmotnosti atomu průměr jádra je přibližně m obsahuje protony a neutrony Obr. č. 3: Atom berylia[4] dostupné z: :ScientificLinux-Logo.gif Protonové číslo (Z) udává počet protonů podle něj jsou seřazeny prvky v PSP Nukleonové číslo (A) udává počet všech částic v jádře (protony i neutrony) 5

6 Elektronový obal vnější záporná část atomu hmotnost přibližně 0,01% hmotnosti atomu průměr obalu je cca m obsahuje elektrony skládá se z vrstev vrstvy odpovídají periodám PSP valenční vrstva poslední vrstva elektronového obalu účastní se tvorby chemických vazeb Obr. č. 4: Vrstvy elektronového obalu [5] dostupné z: _model_notext.svg 6

vrstva poslední vrstva elektronového obalu účastní se tvorby chemických vazeb Obr. č.

7 Elementární částice elektron (e - ) částice se záporným nábojem v elektronovém obalu objev r (J. J. Thomson) proton (p + ) částice s kladným nábojem v jádře atomu objev r (E. Rutherford) neutron (n 0 ) částice s neutrálním nábojem v jádře atomu objev r (J. Chadwick) Obr. č. 5: Pohyb elektronů v magnetickém poli cyklotronu [6] dostupné z: 7

8 Historie atomu Démokritos 5. století př. n. l. (Řecko) filosofická teorie: hmotu nelze dělit donekonečna, existují dále nedělitelné částice (atomos). John Dalton začátek 19. století (Británie) teorie: každý chemický prvek se skládá ze stejných atomů, které nelze měnit ani ničit, ale lze je skládat do složitějších struktur (sloučenin). Obr. č. 6: Socha Johna Daltona [7] dostupné z: uemanchestercityhall _copyrightkaihsutai.jpg 8

9 Modely atomu Thomsonův (pudinkový) 1904 záporné elektrony jsou obklopeny kladnou hmotou Rutherfordův(planetární) 1911 záporné elektrony obíhají malé kladné jádro 1913 Bohrův elektrony obíhají jádro po přesně určených energetických drahách; při přeskoku mezi drahami vyzáří nebo emitují kvantum energie Kvantově-mechanický (de Broglie, Schrödinger) elektron je částicí a zároveň vlněním (má duální charakter); orbital je oblast nejpravděpodobnějšího výskytu elektronu 9

drahách; při přeskoku mezi drahami vyzáří nebo emitují kvantum energie 1924-26 Kvantově-mechanický (de Broglie,

Modely atomu Thomsonův model Rutherfordův model Bohrův model elektron Obr. č. 7: Rutherfordůvmodel [8] dostupné z: http://commons.wikimedia.

10 Modely atomu Thomsonův model Rutherfordův model Bohrův model elektron Obr. č. 7: Rutherfordůvmodel [8] dostupné z: me_de_rutherford.png Obr. č. 3: Bohrůvmodel [4] dostupné z: Bohr_atom_model_English.svg 10

org/wiki/file:ato me_de_rutherford.png Obr. č.

11 Kvantově-mechanický model atomu elektron jádro atomu orbital typu s, ve kterém se vyskytuje elektron 11

12 Charakteristika orbitalu orbital je oblast nejpravděpodobnějšího výskytu elektronu je charakterizován třemi kvantovými čísly (n, l, m) elektron v orbitalu je charakterizován spinovým číslem (s) kvantové číslo název hodnoty význam n hlavní n = 1, 2, 3, l vedlejší l = 0, 1, 2,, n 1 m magnetické m = 0, ±1, ±2,, ±l určuje energii a velikost orbitalu; odpovídá periodě (řádku) v PSP určuje tvar orbitalu; první čtyři se označují písmeny: s, p, d, f určuje orientaci orbitalu v prostoru a počet orbitalů stejného typu s spinové s = ± ½ určuje moment hybnosti elektronu 12

n 1 m magnetické m = 0, ±1, ±2,, ±l určuje energii a velikost orbitalu; odpovídá periodě (řádku) v PSP určuje tvar orbitalu; první čtyři se

13 hlavní kvantové číslo l = 0 (s) n = 4 l = 1 (p) l = 2 (d) l = 3 (f) vedlejší kvantová čísla m = 0 m = -1 m = -2 m = -3 m = 0 m = -1 m = -2 magnetická kvantová čísla m = 1 m = 0 m = 1 m = -1 m = 0 m = 2 m = 1 m = 2 m = 13 3

14 Elektronové orbitaly Prostorové tvary orbitalů s, p, d, f Obr. č. 8: Elektronové orbitaly [9] dostupné z: 14

15 Pravidla pro zaplňování orbitalů Výstavbový princip Hundovo pravidlo Pauliho vylučovací princip orbitaly s nižší energií se zaplňují elektrony dříve než orbitaly s vyšší energií Pořadí orbitalů: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p energeticky rovnocenné orbitaly se nejprve všechny obsazují nepárovými elektrony se shodným spinem, poté se doplní elektrony s opačným spinem v orbitalu mohou být maximálně dva elektrony, které mají opačný spin Obr. č. 9: Umístění orbitalů [10] dostupné z: cs_taula_peri%c3%b2dica.png 15

orbitaly se nejprve všechny obsazují nepárovými elektrony se shodným spinem, poté se doplní elektrony s opačným spinem v orbitalu mohou být maximálně

16 elektron Zápis elektronové konfigurace atom síry 16 S: Úplná elektronová konfigurace: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Zkrácená elektronová konfigurace: [ 10 Ne] 3s 2 3p 4 jádro atomu Zápis pomocí rámečků: 1s 2s 2p valenční vrstva elektronového obalu 3s 3p 16

elektronová konfigurace: [ 10 Ne] 3s 2 3p 4 jádro atomu Zápis

17 Zdroje 1. BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. 3. vyd. Praha: Fortuna, 2000, 143 s. ISBN Helium_atom_QM.svg. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 3. commons.wikimedia.org/wiki/file:atom.svg. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 4. ScientificLinux-Logo.gif. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 5. Bohr_atom_model_notext.svg. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 6. Cyclotron_motion_wider_view.jpg. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 7. JohnDaltonStatueManchesterCityHall _CopyrightKaihsuTai.jpg. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 8. Atome_de_Rutherford.png. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 9. Single_electron_orbitals.jpg. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: Blocs_taula_peri%C3%B2dica.png. Wikimedia Commons[online] [cit ]. Dostupné z: 17

Podobné dokumenty

Struktura elektronového obalu

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Struktura elektronového obalu Představy o modelu atomu se vyvíjely tak, jak se zdokonalovaly možnosti vědy