Atom a molekula – maturitní otázka z chemie

 

   Otázka: Atom a molekula

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): Dituse

 

 

 

 

Atom
·         = základní stavební částice všech látek

·         Skládá se ze 2 částí:

o   Kladně nabité jádro

o   Záporně nabitý elektronový obal

·         Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

·         Elektronový obal je tvořen záporně nabitými elektrony

Molekula
·         = elektroneutrální skupina 2 nebo více atomů spojených navzájem chemickou vazbou

·         Existují 2 typy molekul:

o   Stejnojaderné (homonukleární) – obsahují atomy stejného prvku (H2)

o   Různojaderné (heteronukleární) – obsahují atomy různých prvků (HCl)

Prvek
·         = chemicky čistá látka složená z atomů se stejným protonovým číslem

·         Atomy prvků mohou být volné (He), vázané v molekulách (Cl2) nebo v krystalové struktuře (uhlík v diamantu)

Sloučenina
·         = chemicky čistá látka tvořená stejnými molekulami sloučenými ze 2 a více různých atomů prvků (CO2), nebo ionty vázanými v krystalové struktuře (NaCl)

Orbital
·         Oblast s nejhustším výskytem elektronů v elektronovém obalu (s největší elektronovou hustotou)

·         Orbitaly rozlišujeme na s, p, d, f

 

Relativní atomová hmotnost
·         Jednotka: nemá jednotku, je to bezrozměrná veličina

·         Podíl hmotnosti atomu a atomové hmotnostní konstanty

·         mu = 1,661*10-27kg

 

Látkové množství
·         Jednotka: mol – používá se při bilancování chemických dějů

·         Charakterizuje množství částic v látce

·         Avogadrova konstanta: 6,023*1023 udává počet částic odpovídající látkovému množství 1 mol

 

Izotop
·         Atom se stejným počtem protonů, ale s různým počtem neutronů

·         Většina prvků se vyskytuje jako směs více izotopů, ale v přírodě převládá jen jeden

·         Př.: kyslík má 3 izotopy: 168C, 178C, 188C, nejčastěji je ale zastoupen nuklid 168C

·         Izotopy jednoho prvku mají stejné chemické vlastnosti, liší se fyzikálními vlastnostmi, např. hmotností atomů

Nuklid
·         = látka složená z atomů, jejichž jádra mají stejný počet protonů a neutronů -> stejný počet nukleonů

 

Historie objevení atomu
·         První zmínky o složení látek vznikly už ve středověku

Demokritos
·         Prohlásil, že hmota se skládá z velmi malých částeček (atomů), které jsou již nedělitelné a nejde je už dále vytvářet nebo ničit

John Dalton
·         Každá hmota se skládá z atomů – nedělitelných částic

·         Atomy jednoho prvku jsou stejné

·         Atomy různých prvků se liší svými vlastnostmi

·         Při chemických reakcích dochází ke spojování, oddělování a přeskupování atomů, atomy při nich nevznikají, nemizí a ani se nemění na atomy jiných prvků

·         Spojováním 2 nebo více prvků vznikají látky nové – chemické sloučeniny

·         V určité sloučenině připadá 1 atom 1 prvku vždy na stejný počet atomů jiného prvku

 

Thomsonův pudinkový model atomu
·         Joseph John Thomson při studiu katodového záření roku 1897 objevil elektron – první subatomární částici a vyvrátil tak Daltonovu teorii o nedělitelnosti atomu

·         Na základě tohoto objevu vytvořil Thomsonův model atomu (pudinkový), který předpokládal, že atom je tvořen rovnoměrně rozloženou kladně nabitou hmotou, ve které jsou (jako rozinky v pudinku) rozptýleny záporně nabité elektrony

Rutherfordův planetární model atomu
·         Ernest Rutherford na začátku 20. století dokázal, že většina hmoty s kladným nábojem je umístěna ve velmi malém prostoru ve středu atomu

·         Planetární model spočívá v tom, že kolem kladně nabitého jádra obíhají záporně nabité elektrony podobně, jako planety obíhají kolem Slunce

·         Později zjistil, že jádro atomu vodíku je nejjednodušším jádrem a je tvořeno pouze 1 částicí (protonem), která je také obsažena v jádrech ostatních atomů

James Chadwick
·         Roku 1932 objevil neutron, který se v jádře nachází spolu s protony

Bohrův model atomu
·         Niels Bohr upravil Rutherfordovu teorii tak, že se elektrony pohybují kolem jádra po uzavřených dráhách o určitém poloměru bez vyzařování elektromagnetického záření

·         Energie elektronu se může měnit pouze nespojitě, ve skocích, v kvantech energie

 

Kvantově mechanický model atomu
·         Je založen na principech kvantové fyziky

·         Louis de Broglie prohlásil, že elektrony mají nejen částicové, ale i vlnové vlastnosti (elektronový mikroskop)

·         Erwin Schrödinger tuto teorii zpracoval ve formě složitých rovnic a vznikl nový model atomu

·         Podle Schrödingera nemůžeme určit konkrétní dráhu elektronu, ale jen určit pravděpodobnost, kde se elektron nachází

 

Stavba atomového obalu
·         Elektronový obal obklopuje atomové jádro a zaujímá většinu prostoru atomu

·         Je tvořen pouze elektrony, proto má záporný elektrický náboj

·         Atom jako celek je neutrální, proto obal neutralizuje jeho kladně nabité jádro

·         V neutrálním atomu je stejný počet protonů a elektronů

·         U kladně nabitých iontů je počet elektronů menší a u záporně nabitých větší

·         Hmotnost elektronového obalu tvoří cca 0,01% celkové hmotnosti atomu

·         Vlastnosti elektronů lze charakterizovat 4 kvantovými čísly:

o   Hlavní kvantové číslo

o   Vedlejší kvantové číslo/orbitální číslo

o   Magnetické číslo

o   Spinové kvantové číslo

·         Ve složitějších atomech se nachází více elektronů, musíme brát v potaz spin elektronu

·         Elektrony v obalu se umisťují do orbitalů

·         Elektrony, které se nacházejí ve vnější slupce obalu, se nazývají valenční elektrony

·         Valenční elektrony jsou významné pro chemické vazby a jsou odpovědné za chemické vlastnosti atomu/molekuly

·         Schrödingerova rovnice popisuje pohyb elektronu v kvantové mechanice pomocí vlnové funkce ψ

·         Ψ popisuje stav elektronu

·         Fyzikální význam |ψ|2udává pravděpodobnost výskytu elektronu

Kvantová čísla
Hlavní kvantové číslon
·         Určuje energii elektronu v atomu a nabývá hodnot N+

·         elektrony se stejným kvantovým číslem tvoří elektronovou vrstvu, které se značí: K, L, M, N, O, P, Q,… nebo čísly 1, 2, 3, … podle rostoucího n

Vedlejší kvantové číslo/orbitální číslo l
·         Určuje tvar a energii orbitalu a nabývá hodnot 0 – (n-1)

·         Hodnoty vedlejšího kvantového čísla se označují s, p, d, f a píší se za hlavní kvantové číslo

 

Magnetické kvantové číslom
·         Určuje orientaci orbitalu v prostoru a nabývá hodnot od –l do +l (všechna kladná celá čísla včetně 0) -> 2l + 1

Spinové kvantové číslos
·         Charakterizuje rotaci elektronu kolem vlastní osy

·         Nabývá jen 2 hodnot: -0,5 a + 0,5

·         Toto číslo necharakterizuje obal, ale elektron

 

Elektronová konfigurace
·         Obsazení jednotlivých orbitalů se řídí 3 pravidly:

Výstavbový princip (princip minimální energie)
·         Orbitaly s energií nižší se zaplňují elektrony dříve než orbitaly s vyšší energií

 

Hundovo pravidlo
·         V degenerovaných orbitalech (orbitalech se stejnou energií) vznikají elektronové páry teprve po obsazení každého orbitalu 1 elektronem

·         Nepárové elektrony v degenerovaných orbitalech mají stejný spin

Pauliho princip
·         V atomu nemohou být elektrony, které by měly všechna 4 kvantová čísla stejná, musí se lišit alespoň spinovým kvantovým číslem

·         V každém orbitalu mohou být maximálně 2 elektrony:

o   Hladina s – 2 elektrony

o   Hladina p – 6 elektronů

o   Hladina d – 10 elektronů

o   Hladina f – 14 elektronů






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: