Budowa atomu

Budowa atomu

Atom - najmniejsza cząstka pierwiastka chemicznego zachowująca jego właściwości. Składa się on z najmniejszych cząstek, nazywanych elementarnymi cząstkami materii, którymi są:

❇ skupione w jądrze atomowym, związane siłami jądrowymi nukleony, czyli dodatnie protony i obojętne elektrycznie neutrony; ❇ krążące wokół jądra atomowego elektrony o ładunku ujemnym.

NUKLEONY

Protony i neutrony zbudowane są z kwarków, czyli najprostrtzych składników materii o ułamkowym ładunku elektrycznym. Wyróżniamy dwa typy kwarków o różnych ładunkach:

❇ kwarki górne (u), których ładunek wynosi + ⅔ ❇ kwarki dolne (d), których ładunek wynosi - ⅓

Ładunek protonu: ⅔ + ⅔ - ⅓= +1 Ładunek neutronu: -⅓ - ⅓ + ⅔= 0

Liczba atomowa oznaczana jest symbolem A i określa całkowitą liczbę protonów i neutronów w jądrze.

Liczba protonów nazywana jest liczbą atomową i oznacza się ją symbolem Z. Elektrycznie obojętny atom posiada taką samą liczbę protonów i elektronów, dlatego z liczby atomowej możemy odczytać również ilośc elektronów w jądrze.

*Różnica liczby atomowej i masowej podaje ilość neutronów w jądrze atomowym.

Z e-; Z p+; (A-Z) n°

Li

7 nukleonów w jądrze atomowym (p+ i n°)

3 elektrony; 3 protony

7 - 3 = 4 neutrony

35

Cl

35 nukleonów w jądrze atomowym (p+ i n°)

17 elektronów; 17 protonów

35 - 17 = 18 neutronów

17

56

Fe

56 nukleonów w jądrze atomowym (p+ i n°)

26 elektronów; 26 protonów

26

56 - 26 = 30 neutronów

Atom, który posiada niedobór elektronów w stosunku do liczby protonów nazywamy jonem dodatnim lub kationem.

Atom posiadający nadmiar elektronów w stosunku do protonów nazywamy jonem ujemnym lub anionem.

Li

Niedobór elektronów

Cl

Nadmiar elektronów

Izotopy

Atomy tego samego pierwiastka mogą różnić się ilością neutronów w jądrze, przez co różnią się masą atomową. Nazywamy je wówczas izotopami. Przykładem są izotopy wodoru.

Deuter

Tryt

Prot

0 neutronów

1 neutron

2 neutrony

Średnia masa atomowa pierwiastków

Masa atomowa pierwiastków zapisana w układzie okresowym jest wartością uśrednioną. Przy obliczaniu tej wartości brany jest pod uwagę fakt, że pierwiastki składają się z izotopów.

at

Na przykładzie izotopów wororu możemy obliczyć jego średnią masę atomową:

at

Typy orbitali atomowych

Wyróżnia się cztery typy orbitali atomowych:

❇ orbital atomowy typu s ma kształt kuli, czyli sferyczny, i odpowiada on najniższemu poziomowi energetycznemu elektronu danej powłoki elektronowej w atomie;

❇ orbital atomowy typu p występuje w postaci trzech form przestrzennych o jednakowym kształcie przypominającym ósemkę. Oznacza się je odpowiednio px, py i pz. Odpowiada one wyższemu poziomowi energetycznemu elektronu niż orbital s danej powłoki elektronowej w atomie. Są one w stosunku do siebie równocenne energetycznie.

pz

px

py

❇ orbital atomowy typu d występuje w postaci pięciu złożonych form przestrzennych. Odpowiada one wyższemu poziomowi energetycznemu elektronu niż orbital p. Orbitale d z tej samej powłoki elektronowej są równocenne energetycznie.

dz²

dxz

dyz

dx²-y²

dxz

Zadania

1. Podaj ile elektronów, protonów, neutronów i nukleonów ma atom:a. fosforu b. strontu c. srebra d. baru e. żelaza f. glinu 2. Brom występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów o masach atomowych równych 78,9283 u i 80,9163 u. Średnia masa atomowa bromu jest równa 79,904 u. Oblicz skład procentowy tego pierwiastka. 3. Oblicz skład procentowy mieszaniny dwóch izotopów galu, wiedząc, że masa atomowa galu wynosi 69,723 u, a jądra atomowe tych izotopów zawierają 38 neutronów i 40 neutronów. 4. Na podstawie informacji z tabelki oblicz średnią masę cząsteczkową siarki.