Az atom felépítése 1. - Alapok

Ebben a részben az atom felépítését tárgyaljuk meg a lehető legegyszerűbben. Szerintem sok minden ismerős abból, amit általános iskolában is már tanultál. 

Az atomok atommagból és a körülötte lévő elektronburokból, vagy más néven elektronfelhőből állnak, ami körül öleli az atommagot. 

Az atommagot a pozitív töltésű protonok és a semleges neutronok építik fel. Azt, hogy hány protont tartalmaz egy atommag, meghatározza, hogy melyik atomról van szó:

- a hidrogén atommagja 1 protont

- a hélium atommagja 2 protont

- a lítium atommagja 3 protont tartalmaz... és így tovább sorolhatnám fel a periódusos rendszerben lévő elemeket/atomokat. 

A neutronok száma változhat. Létezik pl. olyan hidrogén, melynek atommagja nem tartalmaz neutront, csupán 1 protont - ez a prócium, és a hidrogén atomok több, mint 99%-a ilyen formában létezik a földön. Azonban kb. 0,01 %-uknak az atommagja az 1 db protonon kívül 1 neutront is tartalmaz. Ez a nehézhidrogén, vagy más néven deutérium. Szerintem az a "deu" előtag utal a kettes számra - azaz, hogy az atommag két nukleont tartalmaz. A neutronokat és a protonokat ugyanis nukleonoknak is nevezzük. Hiszen a nukleuszt - az atommagot alkotják. Szerintem ezt nem nehéz megjegyezni, hiszen ha atombomba robban, vagy egy atomerőmű, akkor minden esetben nukleáris katasztrófáról beszélünk. Ilyenkor az atommagban történt elszabadult változások okozzák a katasztrófát. A hidrogén legkisebb gyakoriságú formája a trícium, melynek atommagját az egy darab protonon kívül még két neutron alkotja. Tehát 3 nukleon - bizonyára ebből származik a trícium név is.

Az azonos számú, de eltérő neutron számú atomok az izotópok. A prócium, a deutérium és a trícium tehát a hidrogén izotópjai.

A protonok és a neutronok tömege nagyon kicsi, de az elektroné még kisebb. Ezt a fenti táblázatból is láthatod. A kémikusok azonban nagyon ritkán használják ezeket a tömegeket, ehelyett inkább az egymáshoz viszonyított, azaz relatív tömegek szerint számolnak. Ezt úgy teszik, hogy a proton tömegét 1-nek veszik. A neutron tömege körülbelül akkora - vagy ugyanakkora, mint a protoné. Ha a protonét egynek vettük, ezt is annak kell tekintenünk. Ha mérlegre raknánk az elektront, azt tapasztalnánk, hogy a tömege 1836-odnyi, mint a protoné, vagy a neutroné, ezért az 1/1836-os relatív tömeg. 

A töltésben is jobban szeretjük használni a relatív töltést, mint a plusz, vagy minusz 1,6*10 a mínusztizenkilencediken Coulomb töltést. A proton töltését +1-nek vesszük, a elektron töltése pont ennyi, csak mínuszban - tehát relatíve -1. A neutronok töltése semleges, azaz 0. A neutronok állítólagos szerepe az, hogy a pozitív, egymást taszító protonokat leárnyékolják az atommagban, és így az ne essen szét. Azok az atommagok, melyek sok protont, de kevés neutront tartalmaznak, valóban instabilak.

Az atom mindig semleges. Tehát ugyanannyi protont tartalmaz az atommag, mint amennyi negatív elektron kering a körülötte lévő elektronfelhőben. 

A protonok száma a rendszám. Ezért ha a periódusos RENDszerre rátekintesz, és megnézed, hogy ebben a RENDszerben hányas az atom RENDszáma, már meg is tudod állapítani a protonok számát, ugyanis a periódusos rendszerben az atomok a protonjaik szerint vannak sorba állítva. 

A tömegszám pedig a protonok és a neutronok száma összesen. Dehát miért is kellene hozzávennünk azokat az icipici elektronokat, melyek tömege csupán 1836-od része a nukleonoknak. Az atom tömegét az atom magja adja. 

Az elektronok tömege tehát elhanyagolható. Az elektronok az atommag körül jól meghatározott elektronhéjakon, atompályákon keringenek. Erről később lesz szó részletesebben. Az elektron héjakat az atommagtól kifele 1,2,3,4.... vagy K,L,M,N...betűkkel jelöljük. Az elektronok ezeken a pályákon keringhetnek, nem lehetnek a köztes térben. 

Ezen kívül ebben a videóban szó lesz még a 7up üdítőről is. 

 

Tudtad, hogy régen a manapság kedélyjavítóként használt lítium vegyületet tartalmazott? A lítiumnak pedig a természetben leggyakrabban előforduló izotópja a 7-es tömegszámú lítium? Most már tudod magadtól is. Az ilyen lítium atomja 3 protont, 4 neutront, az elektronfelhőjében 3 elektront tartalmaz.

 

Ebben a leckében a legfontosabb fogalmak:

proton, neutron, elektron, atommag, nukleon, izotóp, rendszám, tömegszám, elektronfelhő

Ajánlott link, melyen gyakorló feladatokat is találsz:

https://www.nkp.hu/tankonyv/kemia_9_nat2020/lecke_01_002

Következő lecke:

Az atom felépítése 2. - Az elektronburok szerkezete