Fyzika Testy - cvičení z fyziky

Atomy a molekuly (úvod)

Zkopíruj odkaz na toto téma. expand learning text

Atom

Všechny látky jsou složeny z částic (atomů a molekul). Atom (z řeckého átomos – nedělitelný) je nejmenší částice běžné hmoty. Nelze ho rozeznat okem, lupou ani mikroskopem.

Je složen z:
-atomového jádra (obsahuje protony a neutrony)
-atomového obalu (obsahuje elektrony)

Jádro

99% hmotnosti atomu je uloženo v jádře, ale přitom průměr atomového jádra je asi 100000krát menší než průměr celého atomu. Atomové jádro bylo objeveno E. Rutherfordem v r. 1911. V jádře jsou protony a neutrony. Protony mají kladný náboj, neutrony jsou bez elektrického náboje (elektricky neutrální). Atomy prvků se od sebe liší počtem protonů. Vodík H má jeden proton, Helium He dva, lithium Li tři atd. Počet protonů udává protonové (atomové) číslo.

Společný název pro protony a neutrony je nukleony, jejich počet udává nukleonové číslo. Na obrázku dole je atom Lithia, kde jsou v jádru tři protony a čtyři neutrony, takže protonové číslo je 3 a nukleonové 7. Z toho se dá odvodit, že počet neutronů je proto:
7−4 = 3

++++Li37

Obal

V obalu najdeme elektrony, částice se záporným nábojem (objevené J. J. Thompsonem v roce 1897). Elektrony se pohybují kolem jádra atomu v určitých vrstvách. Vrstva nejvzdálenější od jádra se nazývá vnější elektronová vrstva tzv. valenční vrstva a elektrony v ní umístěné označujeme jako valenční (mají největší energii). Elektron je asi 1800 krát lehčí než proton.

Ionty

U částic se může měnit počet elektronů, může docházet k tomu, že původně neutrální atom (obsahující v elektronovém obalu stejný počet elektronů, jaký je v jádře počet protonů) přijímá nebo odevzdává elektrony. Tomu se říká elektrování/elektrizace. Příkladem elektrování je tření (třeme o sebe dvě různá tělesa, např. při česání vlasů umělohmotným hřebenem). Při elektrování vznikají ionty.

Ionty jsou částice s elektrickým nábojem (kladným nebo záporným).

Kladný iont (kation) vzniká odejmutím 1 nebo více elektronů z obalu neutrálního atomu, počet kladně nabitých protonů v jádru proto převýší počet elektronů a výsledný náboj částice je kladný. Obrázek dole ukazuje kation lithia (atom pozbyl jeden elektron)

++++


Záporný iont (anion) vzniká přijetím 1 nebo více elektronů do atomového obalu. Počet záporně nabitých elektronů je větší než počet protonů a výsledný náboj částice je záporný.

Při elektrování se mění vždy pouze počet elektronů, počet protonů je neměnný (protony jsou velmi pevně vázány v jádře a jejich uvolnění vyžaduje velmi složité prostředí a velkou energii, např. v jaderném reaktoru nebo ve středu hvězdy).

Prvky a sloučeniny

Sloučením dvou nebo více atomů jednoho nebo více prvků vznikne částice látky zvaná molekula.


Látka, která se skládá ze stejných nesloučených atomů je prvek (např. železo Fe, lithium Li, helium He). Prvky se liší počtem protonů a jsou zaznamenané v Periodické soustavě prvků. Jejím autorem je ruský vědec D. I. Mendělejev.


Sloučenina je látka, která se skládá ze stejných molekul s atomy různých prvků (např. voda, oxid uhličitý, kyselina chlorovodíková). Molekula prvku je tvořena atomy jednoho druhu.


Směs je látka složená z molekul různého druhu (např. vzduch, mosaz)

Izotopy

Jádra atomů jednoho prvku mají stejný počet protonů, ale mohou mít rozdílný počet neutronů. Tyto varianty stejného prvku, ale s různým počtem neutronů se nazývají izotopy.

Např. Vodík H ve své nejběžnější formě neobsahuje v jádru žádný neutron, nazýváme ho proto protium. Deuterium (také nazýván těžká voda) je izotop vodíku, který v jádru má jeden proton a jeden neutron. Tritium je izotop vodíku, v jehož jádru (nazývaném triton) se nachází jeden proton a dva neutrony.

Vlastnosti částic

Společnou vlastností částic je to, že se neustále pohybují - atomy a molekuly jsou v neustálém neuspořádaném pohybu. O tom nepřímo svědčí dva jevy:
Brownův pohyb - botanik Brown pozoroval chování zrníček pylu ve vodě a všiml si trhavých pohybů těchto částeček. Zjistil, že pohyb zrnek je tím živější, čím jsou zrnka menší.


Tento pohyb je způsoben tím, že molekuly vody vykonávají ve vodě trhavý, nepravidelný pohyb. V některém okamžiku převáží nárazy molekul do zrníčka pylu z jedné strany a zrnko se posune. V dalším okamžiku převáží nárazy z jiné strany a zrnko se posune jinam. Podstatu tohoto jevu objasnil v roce 1905 Albert Einstein, vycházeje z kinetické teorie látek.

Difuze je samovolné mísení částic dvou látek. Je důsledkem neustálého pohybu částic každé látky. Veškeré látky se snaží přecházet z prostředí se svou vyšší koncentrací do prostředí s nižší koncentrací. Pokud se její částice mohou pohybovat, tak se rozptylují do celého prostoru, kterým jsou ohraničené, až postupně ve všech jeho částech dosáhnou stejnou koncentraci. O tomto jevu říkáme, že látky difundují.


Difuzi můžeme pozorovat např. při obarvení vody pytlíkem čaje nebo při rozpouštění cukru v čaji (difuze v kapalině), parfém po aplikaci je po chvíli cítit po celé místnosti (difuze v plynu), ve spojení dvou měděných drátků pájením (difuze v pevných látkách).
K promísení dvou látek dochází i bez manuálního míchání. Rychlost difuze závisí na teplotě. Čím je vyšší, tím je i vyšší rychlost pohybu částic a difuze probíhá rychleji.


   
   

Copyright © 2017 - 2020 Eductify