5 stor. – Gréci – Demokritos a Leukippos – tvrdili, že látky sa skladajú z atómov, kt. sú :
- nedeliteľné /atomos – gr. nedeliteľný/
- nezničiteľné
- neustále sa pohybujú v prázdnom priestore
17 stor. – atómová hypotéza / hypothetis – gr. predpoklad/ - Newton a M.V.Lomonosov
19 stor. – vysvetlenie základných zákonitostí pozorovaných pri chemic.rozbore pomocou Daltonovej teórie /J. Dalton/:
- všetky látky sa skladajú z malých nedeliteľných častíc – atómov. Atómy toho istého prvku sú rovnaké, atómy rôznych prvkov sú rôzne a líšia sa svojimi vlastnosťami.
- počas chem. reakcie nastáva vzájomné spájanie, oddeľovanie a preskupovanie atómov. Počas chem. reakcie atómy nevznikajú, nezanikajú a nemenia sa na atómy iného prvku.
- spájaním atómov vznikajú zlúčeniny, a v danej zlúčenine pripadá na jeden atóm prvku rovnaký počet atómov iného prvku – fixný pomer
-dnes platí len 2. a 3. bod
-z Daltonovej teórie vyplývajú: Zákon zachovania hmotnosti – hmotnosť izolovanej sústavy je konštantná / hmotnosť produktov pred reakciou sa rovná hmotnosti produktov po reakcii/
Zákon stálych zlučovacích pomerov – prvky sa zlučujú v stálych zlučovacích pomeroch
napr. CO CO2
1: 1 1: 2
Modely atómu
Rutherfordov planetárny model atómu / 1911 /
-Rutherford na výskum štruktúry atómov použil α žiarenie – kovovú fóliu odstreloval α – časticami- jadrami hélia
-väčšina častíc prešla, ale niektoré narazili na fóliu a vrátili sa späť
- kladný náboj jadra je sústredený na malom priestore / v jadre/ s veľmi malým polomerom
- elektróny obiehajú okolo jadra ako planéty okolo Slnka po kruhovej dráhe
- v okolí jadra – záporne nabité častice – elektróny
- počet kladných a záporných nábojov je rovnaký, atóm je navonok elektroneutrálny
- atóm je zložený z jadra a obalu – v jadre 99% atómu
Bohrov model atómu /1913/
-vychádzal z kvantovej teórie:
- elektrón obieha okolo jadra po kruhových dráhach /-ORBIT – stopa/ s určitou energiou
- ak elektrón obieha po určitej dráhe jeho energia je stála / nemení sa, keď obieha/
- energia elek. sa môže meniť iba po prechode z jednej dráhy na druhú
Thomsonov model atómu
-je najjednoduchší, statický, predpokladá pravidelné rozmiestnenie elektrónov a protónov po celom atóme
Sommerfeldov model
-predpokladá okrem kruhových dráh aj dráhy eliptické
-jadro atómu leží v ohnisku eliptickej dráhy
Kvantovo – mechanický model atómu
-vychádza z teórie kvantovej mechaniky
-autori: L. de Broglie – Fran.
E. Schrödinger – Rak.
W. Heisenberg – Nem.
M. Born – Nem.
- elektrón mení svoju polohu v okolí jadra tak rýchlo, že ju nemožno presne určiť
- možno hovoriť len o určitej pravdepodobnosti výskytu elektrónu v priestore a čase
- miesto najpravdepodobnejšieho výskytu nazvali orbital
- nemožno naraz presne určiť rýchlosť a polohu elektrónov – Heisenbergov princíp neurčitosti
- elektrón má dualistický / vlnovo – korpustkulárny/ charakter – ja zároveň časticový a má aj vlastnosť vlny
Zloženie atómu
1.atómové jadro
- má kladný elektric. náboj – je tvorené protónmi a neutrónmi
- atómy toho istého prvku majú v jadre rovnaký počet protónov
- priemer jadra – 10-15 m
- protóny – elementárne častice s + nábojom
- ich počet v jadre vyjadruje protónové číslo – Z /napr. 1H/ , kt. udáva aj počet elektrónov a poradie v PSP
- označenie: p, p+
- neutróny – častice bez náboja
- ich počet v jadre udáva neutrónové číslo – N
- počet nukleónov – t.j. súčet protónov a neutrónov – udáva nukleónové číslo – A /napr. 16O /
A = Z+N
- odľa počtu protónov – prvky
nuklidy
izotopy - prvok – látka, kt. je zložená z atómov s rovnakým Z
- nuklid – látka zložená z atómov s rovnakým Z a A
- izotop – látka zložená z atómov, kt majú rovnaké Z, ale rozdielne Z a A
Izotopy vodíka
- odlišujú sa počtom protónov
- protium
- deuterium
- tritium / tricium
2. atómový obal
- má záporný náboj – obsahuje elektróny – častice so záporným elementárnym nábojom
- počet určuje – Z
- elektrón sa vyskytuje v určitých stavoch, tento stav je charakterizovaný 4 kvantovými číslami /o polohe, energii, tvare orbitálu/
Elementárne časticeHmotnosťElektrický náboj
Názov SymbolyAbsolútnaRelatívnaAbsolútny Relatívny
protónp , p +1, 673.10 -27 kg11,602.10-19 C+1
neutrónn, n01, 675.10-27 kg100
elektróne, e-9, 109.10-31 kg11,602.10-19 C-1
Kvantové čísla:
hlavné kvantové číslo / n/
- nadobúda hodnoty – 1, 2, 3.....7
- určuje elektrónovú vrstvu, v kt. sa elektrón nachádza a energiu elektrónu a orbitálu
- označuje sa aj písmenami K, L, M,.......Q
En = - B / n2 , kde B = 1312 kJ. mol-1 a EN je energia 1 mol e- / mólová energia/
- orbitály, kt. majú rovnaké n, tvoria jednu vrstvu
- najvnútornejší orbitál má n= 1, je k jadru najbližšie a má najnižšiu energiu
n1234567
vrstvaKLMNOPQ
max (e)= 2n2281832507298
vedľajšie kvantové číslo/ l/
-určuje priestorový tvar orbitálu , podvrstvu
-hodnota l závisí od hodnoty n – nadobúda hodnoty od 0 až ( n - 1)
napr. n= 1; l= 0
n= 2; l= 0, 1
n= 3; l= 0, 1, 2
-druhy orbitálov sa líšia svojím tvarom a ozačujú sa s, p, d, f
-tvary orbitálov: s – guľovitý
p – osmičkový
d – štvorlístok
f – kvetinka
- všetky elektróny s rovnakou dvojicou hodnôt n a l majú tú istú energiu
magnetické kvantové číslo / m/
-určuje priestorovú orientáciu orbitálu, počet orbitálov daného typu
-nadobúda hodnoty od –l.......až.....+l
napr. K n= 1; l= 0; m= 0 1 orbitál s
L n= 2; l= 0 s m= 0 1 orbitál s
l= 1 p m= -1, 0, 1 3 orbitály p
l= 2 d m= -2, -1, 0, 1, 2 5 orbitálov d
Spinové kvantové číslo /s, ms/
-určuje moment hybnosti e-
- dosahuje hodnoty - ± ½
Pravidlá zapĺňania orbitálov elektrónmi
výstavbový princíp = princíp minimálnej energie
-atóm v základnom stave sa snaží nadobudnúť, čo najnižšiu energiu, preto e najprv obsadzujú orbitály s najnižšou energiou a potom postupne orbitály s vyššou energoiu
-elektróny obsadzujú orbit. podľa stúpajúcej energie a tá stúpa nepravidelne
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
Pauliho vylučovací princíp
- v atóme nemôžu existovať 2 e-, kt. majú všetky 4 kvantové čísla rovnaké
- v jednom orbitáli môžu byť maximálne 2 e, , kt. sa líšia spinovým číslom
Hundovo pravidlo = pravidlo maximálnej multiplicity
- orbitály s rovnakou energiou /degenerované/ – s rovnakým hlavným kvant. číslom sa zapĺňajú takto: najprv každý orbitál po jednom elektróne, až potom dochádza k postupnému vytváraniu elektr. párov
- usporiadanie elekt. v orbitáloch zakresľujeme rámčekovými diagramami
