Back to the topics list

atom

Sav materijal se sastoji od materije, a temeljna jedinica materije je atom .

Atom je:

• Osnovna jedinica materije.
• Najmanja čestica elementa, koja može, ali i ne mora postojati sama za sebe.
• Atom je dalje djeljiv na protone, elektrone i neutrone.

Osnovna struktura atoma:

• Atomi su građeni od subatomskih čestica – protona, elektrona i neutrona.
• U jezgri se nalaze protoni i neutroni. Jezgra se nalazi u središtu atoma.
• Elektroni kruže oko jezgre u orbitama.

P : protoni, N : neutroni, E : elektroni

Proton: subatomska čestica s pozitivnim nabojem (+1) i jediničnom masom (1). Proton je pozitivno nabijena čestica koja se nalazi u središtu atoma u jezgri atoma. Atom vodika je jedinstven po tome što ima samo jedan proton i nema neutrona u svojoj jezgri. Broj protona u jezgri atoma, koji je karakterističan za kemijski element, određuje njegovo mjesto u periodnom sustavu.

Neutron: subatomska čestica bez naboja (0) i jedinične mase (1). Neutron nema nikakav naboj. Broj neutrona utječe na masu i radioaktivnost atoma.

Elektron: subatomska čestica s negativnim nabojem (-1) i zanemarivom masom. Elektroni su najmanje čestice u atomu. Privlači ih pozitivni naboj protona, zbog čega kruže oko jezgre. Elektroni su puno manji od neutrona i protona.

Sile u atomu

Komponente atoma drže zajedno tri sile. Protone i neutrone drže zajedno jake i slabe nuklearne sile.

Električno privlačenje drži elektrone i protone. Dok električno odbijanje odbija protone jedne od drugih, nuklearna sila privlačenja puno je jača od električnog odbijanja. Jaka sila koja povezuje protone i neutrone je 1038 puta jača od gravitacije, ali djeluje u vrlo kratkom rasponu, tako da čestice moraju biti vrlo blizu jedna drugoj da bi osjetile njezin učinak.

Atomski broj atoma

Atomski broj elementa jednak je broju protona u atomu elementa ili jednak broju elektrona u atomu elementa.

Dakle, atomi su električki neutralni jer je broj protona jednak broju elektrona.

Maseni broj atoma

Kako je masa elektrona zanemariva, masa atoma je zbroj masa protona i neutrona prisutnih u jezgri.

Razumimo ovo pomoću nekoliko primjera.

Atom vodika: piše se kao \(\large_1^1 H\) . Atom vodika ima 1 proton, 1 elektron i 0 neutrona.

Atomski broj atoma vodika je = p = e = 1

Maseni broj atoma vodika je = p + n = 1

Atom kisika: piše se kao \(\large_{8}^{16} O\) . Ima 8 protona, 8 elektrona i 8 neutrona.

Atomski broj atoma kisika je = p = e = 8

Maseni broj atoma vodika je = p + n = 8 + 8 = 16

Kako su elektroni raspoređeni u tim orbitama?
Elektroni kruže oko jezgre u zamišljenoj putanji koja se naziva orbitama ili ljuskama. Prva ljuska je K (energetska razina 1, n = 1), druga ljuska je L (energetska razina 2, n= 2), a zatim M ljuska (n = 3) i tako dalje. Broj elektrona u svakoj ljusci određuje se korištenjem donjeg pravila:

Maksimalni broj elektrona u svakoj ljusci = 2 × n ²

• K ljuska = 2n ² = 2×1 = 2 elektrona
• L ljuska = 2n ² = 2×2 ² = 2×4 = 8 elektrona
• M ljuska = 2n ² = 2×3 ² = 2×9 = 18 elektrona
• Najveća vanjska ljuska ne može imati više od 8 elektrona.

Primjer:

1) Atom natrija : Broj protona i elektrona je 11, a broj neutrona je 12. p = 11, e = 11, n = 12
Elektronska konfiguracijaNa atoma je:

2) Atom dušika: p = 7, e = 7, n = 7

Elektronska konfiguracija za atom dušika je:

Atomska težina [relativna atomska masa]

Relativna atomska masa ili atomska težina atoma definirana je koliko je puta jedan atom elementa teži od \(^1/_{12}\) atoma ugljika.

Izotopi

Izotopi su atomi istog elementa koji imaju isti atomski broj, ali različit maseni broj. Primjer : Tri prirodno postojeća izotopa vodika su tricij \(\large_1^3 H\) : p = e = 1, n = 2
Deuterij \(\large_1^2 H\) : p = e= 1, n = 1
Procij \(\large_1^1 H\) : p = e = 1, n = 0

Stabilna elektronička konfiguracija i nestabilna elektronička konfiguracija

Za atom se kaže da ima nestabilnu elektronsku konfiguraciju kada

• Njihova valencija/najudaljenija ljuska je nepotpuna.
• Oni teže postići stabilnu elektroničku konfiguraciju dijeljenjem ili dobivanjem/gubljenjem elektrona.
  Dakle, svi gornji primjeri Natrij( \(Na\) ), Dušik( N ), Kisik( O ), Vodik( H ) imaju nestabilnu elektronsku konfiguraciju.

Plemeniti plinovi imaju stabilnu elektroničku konfiguraciju budući da je njihov vanjski omotač potpun. Primjer:
Helij ( He ) - Elektronička konfiguracija: 2
Neon( Ne ) - Elektronička konfiguracija 2, 8

Kako atom nestabilne elektronske konfiguracije postiže stabilnost?
Spajaju se s atomima drugih elemenata. Atomi koji se spajaju redistribuiraju svoje elektrone tako da svaki atom koji se spaja postiže stabilnu konfiguraciju najbližeg inertnog plina (provjerite najbliži inertni plin za Na i Cl ). Razumimo ovo na primjeru:

Na atom : Elektronička konfiguracija: 2,8,1
(najbliži inertni plin je Ne , atomski broj 10)
Atom Cl : Elektronička konfiguracija: 2, 8, 7
(najbliži inertni plin je Ar, atomski broj 18)

Atom natrija ( Na ) i klora ( Cl ) spajaju se u spoj natrijev klorid ( NaCl ) :
Atom Na gubi jedan elektron iz vanjske ljuske kako bi postigao stabilnost [2, 8] , a atom Cl preuzima taj elektron kako bi dovršio svoju vanjsku ljusku kako bi postigao stabilnost [2,8,8]

Imajte na umu da je vrlo teško pokazati točnu lokaciju elektrona jer elektron nema gotovo nikakvu masu i kruži oko njega nevjerojatnom brzinom. Iz tog razloga, elektroni se često prikazuju kao negativno nabijeni oblaci oko jezgre. Orbitale prikazuju elektrone u različitim energetskim stanjima koji okružuju jezgru. Što se više udaljavamo od jezgre, razina energije raste. Jedini elektron u najvišem energetskom stanju ili najudaljenijim orbitalama sudjeluje u kemijskoj reakciji, nazivaju se valentni elektroni i uključeni su u kemijsko povezivanje atoma.

Postoje razne teorije koje objašnjavaju prirodu atoma.