Građa atoma
Uvod
Atom je neutralna čestica koja je građena od atomske jezgre i elektronskoga omotača. U jezgri se nalaze protoni i neutroni, koje zajedničkim imenom nazivamo nukleoni. U elektronskome omotaču nalaze se elektroni.
Proton, p+, stabilna je pozitivna subatomska čestica mase 1,673 × 10–27 kg. Ime joj je dao E. Rutherford 1920. godine nakon što je pokusom ustanovio da se atom sastoji od pozitivno nabijene jezgre i negativno nabijenog elektronskog omotača.
Neutron, n0, neutralna je subatomska čestica mase 1,675 × 10–27 kg. Otkrio ga je 1932. godine J. Chadwick.
Elektron, e–, negativna je subatomska čestica mase 9,109 × 10–31 kg. Otkrio ga je 1897. godine J. J. Thomson.
Vrsta atoma određena je protonskim brojem Z, odnosno brojem protona u jezgri.
Prema tomu: Kemijski element je skup svih atoma s istim protonskim brojem, Z.
Električni naboj protona iznosi +1,602 × 10–19 C, a elektrona –1,602 × 10–19 C. Mjerna jedinica za električni naboj je Coulomb, C.
Vrijednost električnog naboja od 1,602 × 10–19 C naziva se elementarni naboj, označuje se slovom e. Razlika broja protona i elektrona naziva se nabojnim brojem. Nabojni broj električki nabijene čestice određen je i omjerom naboja te čestice, Q, i elementarnoga naboja, e, a označuje se slovom z.
[latex]z=\frac{Q}{e}[/latex]
z = nabojni broj
Q = električni naboj
e = elementarni naboj; e = 1,602 × 10–19 C
Pozornim praćenjem videozapisa Što je atom? ponovite kako je atom građen i potom popunite 2. tablicu podatcima koji nedostaju i riješite zadatak.
Što je atom?
Izotopi i izobari
Za atome nekog kemijskog elementa karakteristično je da imaju isti protonski broj. Većina kemijskih elemenata građena je od nekoliko vrsta atoma koji se razlikuju po nukleonskom broju.
Atomi koji imaju isti protonski broj, a različiti nukleonski broj nazivaju se izotopi.
Poznata su četiri stabilna izotopa željeza;
[latex]^{54}_{26}Fe,\enspace ^{56}_{26}Fe,\enspace ^{57}_{26}Fe\enspace i\enspace ^{58}_{26}Fe[/latex]
Atomi koji imaju isti nukleonski broj, A, a različit protonski broj, Z, nazivaju se izobari.
Izobari su prema tomu atomi različitih kemijskih elemenata, međusobno različitih kemijskih i fizikalnih svojstava.
Primjerice, izobari su atom sumpora i atom argona jer imaju isti nukleonski broj:
[latex]^{36}_{16}S\enspace i\enspace ^{36}_{18}Ar[/latex]
Atomska jedinica mase i relativna atomska masa
Zbog izuzetno male mase atoma (ma) i molekula (mf) javila se potreba odabira neke osnovne mase u odnosu na koju bi se mogle iskazati mase svih atoma ili molekula. Od 1961. uvedena je jedinica atomske mase, koja je određena prema izotopu ugljika-12 i nazvana je atomskom jedinicom mase, (znak: u ili mu).
Masa atoma može se iskazati i jedinicom dalton, Da (1 Da = u).
Atomska jedinica mase jednaka je jednoj dvanaestini mase atoma izotopa ugljika-12.
Masa atoma izotopa ugljika-12 iznosi 19,926 × 10–27 kg.
[latex]u=\frac{1}{12}\cdot m_a(^{12}C)[/latex]
[latex]u=\frac{1}{12}\cdot19,926\times10^{-27\enspace }\operatorname{kg}[/latex]
[latex]u=1,6605\times10^{-27\enspace }\operatorname{kg}[/latex]
Relativna atomska masa nekoga atoma X, Ar(X), omjer je prosječne mase atoma, ma(X) i atomske jedinice mase, u.
[latex]Ar(X)=\frac{m_a(X)_{}}{u}[/latex]
Relativna atomska masa jest broj koji pokazuje koliko je puta prosječna masa nekoga atoma veća od atomske jedinice mase.
Relativna molekulska masa
Relativna molekulska masa, Mr, jest broj koji pokazuje koliko je puta prosječna masa molekule ili formulske jedinke, mf, veća od atomske jedinice mase, u.
[latex]M_r(XY)=\frac{m_f(XY)}{u}[/latex]
XY = spoj (molekulska ili formulska jedinka)
Relativna molekulska masa može se izračunati zbrajanjem relativnih atomskih masa atoma koji se nalaze u molekuli ili formulskoj jedinci.
[latex]M_r(XY)=A_r(X)+A_r(Y)[/latex]
Završetak
Od prvobitnog starogrčkog koncepta atoma pa do danas znanstvenici su stalno nadograđivali i mijenjali postojeće modele o stukturi atoma. Kako se spoznaja o građi atoma razvijala kroz povijest i koji su znanstvenici zaslužni za objašnjenje današnje građe atoma proučite kroz interaktivnu lentu vremena.