Otázka: Stavba atomu Předmět: Chemie Přidal(a): SVerunka POJMY: Atom: částice chemické látky, která se skládá z jádra (protony- p + a neutrony- n 0 ; malé a těžké) a elektronového obalu (elektrony- e - ) Molekula: částice chemické látky, skládá se ze sloučených atomů, mohou být stejné nebo jiné Iont: elektricky nabitá částice (kationt kladně, aniont záporně) názory na stavbu atomu (historické řazení): 1. Atomistická teorie Atomos = dále nedělitelný, atomisté = Leukipos a Demokritos, tato teorie až do pol. 19. st 2. Dalton Atomy různých prvků jsou různé, mohou se slučovat (vytvářet molekuly), slučování v určitých poměrech 3. Pudinkový model (Thompson) pol. 19. st. objevil částici e -, které jsou rozházené uvnitř a okolo na celé kouli jsou rozložené kladné náboje ve stejné velikosti jako e - e - kladný náboj e - e - e - e - e - e - e - e - page 1 / 8
4. Planetární model (E. Ruthford) Přirovnání k pohybu planet kolem slunce, přišel na to pokusem, objevil jádro, atom je dělitelný 5. Bohrův model Kvantový model (později zjištěno, že platí jen pro vodík), předpokládá se platnost postulátů=předpokladů (1. Elektrony se pohybují po kružnicové trajektorii-orbitalu o přesně daném poloměru: 2π*m (=hm. e - )*r (=poloměr)*v (=rychlost e - ) = n (=celé kladné číslo)*h (=Plancova konstanta 6, 64*10 34 ); 2. Pohybuje-li se e - po stejné kružnici neztrácí ani nepřibírá E-není pravda; 3. Chce-li e - přejít na vyšší hladinu, musí se mu dodat energie ve formě záření a naopak E (=kvantum energie) = h (=Plancova konst.)*f (=frekvence záření) 6. Schrödingerův model Výsledkem výpočtů, vlnová fce, na cca 95% určil pravděpodobnost výskytu e - v orbitalu Protonové číslo (Z): udává počet protonů, elektronů v obalu a pořadí v tabulce Nukleonové číslo (A): udává počet nuklidů (= protony +neutrony) zaokrouhlená na celá čísla, hmotnost atomu (=hmotnostní číslo) s desetinou čárkou Neutronové číslo (N):udává počet neutronů v jádře, výpočet: N=A-Z X z A Prvek: chemicky čistá látka (není částice), složena z atomů, co mají stejně protonové číslo Sloučenina: chemicky čistá látka, složená z atomů různých prvků, lze zapsat vzorcem Název směsi Složka směsi příklady rozptylující rozptýlená Suspenze kapalina Pev. látka Písek a voda Emulze kapalina Benzin a voda page 2 / 8
Pěna plyn Mýdlová pěna Dým plyn Pev. látka Listí ve vzduchu Mlha kapalina Oblaka na obloze Směs: soustava, která se skládá z 2 a více látek dělíme:1. Heterogenní (jednotlivé látky jsou vidět) VZNIK: 2. Koloidní (jednotlivé složky nejsou vidět, ale projevují se zákalem roztok škrobu, bílku) 3. Homogenní=roztoky (jednotlivé látky nejsou pouhým okem rozeznatelné) Roztoky dělíme: Plynné (vzduch, propanbutanová směs, zemní plyn, LPG) Kapalné rozpuštěním pev. látky v kap. (NaOH+H 2 O, jod+benzín), pevná látka musí být rozpustitelná kapalina s kapalinou (roztoky silných kys.) plyn v kapalině (chlór/kyslík/co 2 a voda) pevné (=slitiny; bronz, alpaka, mosaz a ocel) nasycené (rozpouštěná látka se za dané teploty a tlaku už více nerozpouští nenasycené Molární hmotnost(m): hmotnost 1 mol látky, M= M r [g/mol] Nuklid: Jsou to látky, které jsou složeny ze zcela stejných atomů, tzn. atomů, které mají stejné protonové i nukleonové číslo. Izotop: Jsou to atomy stejného prvku, které mají stejné protonové číslo, ale různé nukleonové číslo, tzn. že se liší počtem neutronů. Izotopy jednoho prvku mají stejné chemické vlastnosti. Izobar: jsou vůči sobě látky, jejichž atomy mají různá protonová čísla, ale mají stejná nukleonová čísla Izoton: jsou vůči sobě látky, jejichž atomy mají různé protonové i nukleonové číslo, ale stejný počet neutronů page 3 / 8
Složení jádra: nese kladný náboj, je těžké (protony+neutrony; počet se dá najít v tabulce) Jaderné síly: síly působící mezi nukleony v jádře, krátkého dosahu, nepůsobí na elektrony Radioaktivita: fyzikální proces, který se týká jádra, platí zákon zachování protonového (Z) a nukleonového (A) čísla; využití při ozařování nádorů, při zjišťování fce štítné žlazy-vpravování do těla radioaktivní jód, při zjišťování fce krevního oběhu, defektoskopie-zjišťování vad materiálu(bubliny a trhliny se zobrazí na snímku), na vyhubení škůdců při dovozu ovoce rozpad radia přirozená=samovolný rozpad jádra za uvolnění tepla a energie umělá=na neradioaktivní jádro působíme zářením, vzniká jádro radioaktivní + uvolňuje se záření a energie, jádro se samo rozpadá Objevitelé radioaktivity: Henri Becquierelle, Piere a Marie Curie Sklodovští (objevili radioaktivitu) Radioaktivní záření: a záření (proud jader Helia, kladný náboj, nejslabší, nejméně pronikavé záření-k ochraně stačí papír, když se dostane do těla je životu nebezpečné b + (proud pozitronů, kladný náboj, pronikavější než a-k ochraně stačí olověná deska) b - (proud elektronů, záporný náboj, podobně pronikavý jako b + -ochrana hliníková nebo olověná deska) g záření (nenese náboj, elektromagnetické vlnění, nelze ovlivnit elektrickým/elektromagnetickým polem, ochrana olovo) Neutronové záření (proud neutronů, neutrální náboj, nevychyluje se, ochrana beton, vznik v jaderném reaktoru) Jaderné reakce: dochází k uvolnění velkého velikého množství tepla a energie Syntéza=spojování lehkých jader Probíhá na Slunci (vodíková jádra, spojením vznik těžkých jader He) Je potřeba velké množství energie ke spojení dvou kladných částic Na zemi probíhá v tokamaku (urychlovač částic-cern, stěny z materiál, který vydrží vysokou teplotu, uvnitř silné elektromagnety, které udrží plazmu od stěn) Nevýhody: dodávání velkého množství energie najednou, spotřebování velkého množství najednou, udržení vysoké dodávky energie najednou Vodíková bomba založena na syntetické reakci, k vyvolání syntetické reakce je potřeba rozbuška page 4 / 8
Štěpení=rozpad těžkých jader Vzniká záření, energie, středně těžká jádra, v přírodě se týká Ra, v jaderných elektrárnách U Ev=vazebná energie vztažená na jeden nukleon (říká nám o stabilnosti) A=nukleonové číslo Jaderná elektrárna: 3 základní okruhy: Primární Jaderný reaktor, parogenerátor, systém potrubím s vodou to celé v betonovém kontenementu V reaktoru probíhá řízená řetězová štěpná reakce Do reaktoru ústí regulační tyče (regulace automatická i ruční, lze reakci skoro zastavit) Palivové články jsou z uranu 238 obohaceného o uran 235 (nebo z plutonia) Okolo článků těžká voda (=větší počet neutronů)->zdroj neutronů=podporuje štěpení U + n à Ba + Kr + 3 n Do jaderného reaktoru studená těžká vodaà(při reakci uvolnění tepla) ohřátá voda do parogenerátoru àv něm systém trubek ve studené voděàohřátí=pára roztáčí turbínu + zchlazení vody z reaktoruàcyklus se opakuje Kontejnment kvůli odstínění záření Sekundární Parní turbína, chladič, generátor Pára z parogenerátoru do turbíny (roztočení, spojena s generátorem=rotor elektromagnet; vznik střídavého napětí)àtím vodní pára ztrácí energiià do kondenzátoru (zde studená voda z chladících věží)à zde z páry vodaàcyklus se opakuje Terciární Chladící věž, potrubí Z nádrže voda do kondenzátoruàpřijme teplo z páryàzpět do věžíàochladí seàzpět do kondenzátoru Radioaktivní (přeměnový) zákon: N=N 0 * e -λ*t N=udává počet nerozpadlých jader v čase t N 0 =původní počet nerozpadlých jader v čase 0s page 5 / 8
e=základ přirozeného logaritmu λ=přeměnová konstanta (u radionuklidů v tabulce) t=čas udávaný v sekundách A=A 0 - e -λ*t A=aktivita vzorku v čase t A 0 =původní aktivita vzorku v čase 0s AKTIVITA VZORKU=počet radioaktivních přeměn za 1s Poločas rozpadu: T=udává dobu za kterou se přemění polovina jader z původního počtu Orbital: prostor, kde se s největší pravděpodobností nachází e -, určen kvantovými čísly Orbit: dráha Degenerovaný orbital: orbital se stejnou energií (tzn. stejné hlavní i vedlejší kvantové číslo, liší se magnetickým kvantovým číslem), v orbitalu mohou být jen dva elektrony, maximální počet elektronů v dané vrstvě je 2n 2 ) Kvantová čísla: Určují orbital Hlavní kvantové číslo (n) Od 1 do (7) Odpovídá číslu period Určuje energii orbitalu Vedlejší kvantové číslo (l) Od 0 do n-1 n =1 l=0 n=2 l=0, 1 n=3 l=0, 1, 2 upřesňuje energii orbitalu, udává prostorový orbital l=0 tvar koule (s) l=1 tvar prostorové osmičky (p) l=2 složitější tvar (d) l=3 složitější tvar (f) Magnetické kvantové číslo (m) page 6 / 8
Od l do +l n=1 l=0 m=0 n=2 l=0 m=0 l=1 m= -1 m=1 n=2 l=0 m=0 l=1 m= -1 m=1 n=2 l=0 m=0 l=1 m= -1 m=1 n=3 l=0 m=0 l=1 m= -1 m=1 l=2 m= -2 m=2 udává degenerovanost orbitalů s 1x p 3x d 5x f 7x Spinové magnetické číslo (s) - ½ a ½ Týká se elektronu, ne orbitalu Souvisí s rotací elektronu Pravidla zaplňování orbitalů elektrony: Výstavbový princip Nejprve jsou zaplňovány ty orbitaly, které mají co nejnižší energii 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d Doplňkové pravidlo součtu n+l Nižší energie = nižší součet (stejný součet à rozhoduje hl. kvant. číslo) 3s: 3+0=3 (2. nejnižší) 3p: 3+1=4 (nejvyšší) 2p: 2+1=3 (nejnižší) Hundovo pravidlo Platí pouze pro degenerované orbitaly (p, d, f) Jsou zaplňovány nejprve po 1 elektronu se stejným spinem, poté až dochází k párování (vůči sobě musejí mít opačný spin) Pauliho vylučovací princip V orbitalu mohou být max. 2 elektrony a tyto elektrony musí mít vůči sobě opačný spin Neexistuje orbital se 2 stejnými kvantovými čísly (musejí mít alespoň opačné spiny) page 7 / 8
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Stavba atomu - maturitní otázka z chemie Elektronová konfigurace Úplná pomocí orbitalů 1H: 1s1 16S: 1Ss2 2s2 2p6 3s2 3p4 Úplná pomocí rámečků Zkráceně pomocí orbitalů (nelze u H a He) 3Li: [2He] 2s2 41: [36 Kr] 5s2 4d3 Zkrácený pomocí rámečků VÝJIMKY: Protože takto je to energeticky výhodnější (stabilnější, d-orbital je plně/napůl zaplněn) Cr, Cu, Ag, Au Více studijních materiálů na Studijni-svet.cz. Navštivte také náš e-shop: Obchod.Studijni-svet.cz. page 8 / 8