Atom

Leukipos and Demokritos - 2.5 thousand years ago, based on observations of natural phenomena, they expressed the theory that all substances that exist are composed of small, indestructible and indivisible particles - atoms.

Today's knowledge: Atoms are the basic building blocks of chemical substances with a radius of the order of 10-10m.

The nucleus of an atom
An atomic nucleus consists of nucleons (determined by mass number A): protons (atomic number Z) and neutrons (neutron number N). A = Z + N applies. The number Z also indicates the number of electrons (the atom is electrically neutral).

Radioactivity
The atomic nuclei of some elements are unstable and subject to spontaneous transformation' (natural radioactivity), whereby there is a 'emission of radiation - ionizing radiation.

We recognize these components of radiation in natural radionuclides
 * α radiation- a stream of helium atomic nuclei
 * β radiation- formed by a stream of electrons;
 * γ radiation - the most penetrating, with a short wavelength;
 * artificial radioactivity is created, for example, by bombarding the nuclei of atoms with α particles, which creates an artificial radionuclide.

Elektronový obal atomu
Může obsahovat jeden nebo více elektronů.

Elektron
Mikročástice a nositel záporného náboje s označením e nebo e-. Elektrony v atomu existují jen ve stavech s určitou energií.

Elektrony mohou energii vyzařovat nebo přijímat jen po určitých kvantech, a to při přechodu z jedné energetické hladiny na druhou. Energie kvanta je dána rozdílem energií, které náleží určitým energetickým hladinám v obalu atomu.

Elektron má duální charakter – vlnový a korpuskulární. Tomu odpovídá také princip neurčitosti (není možné určit, kde se elektron nachází a jakou rychlostí se pohybuje). Můžeme jen určit pravděpodobnost − místo s největší pravděpodobností výskytu elektronu se nazývá orbital.

Kvantová čísla
Stav elektronu v obalu atomu popisují 4 kvantová čísla (3 charakterizují orbital a čtvrté projekci spinu konkrétního elektronu v orbitalu).
 * Hlavní kvantové číslo (n) – Vyjadřuje energii orbitalu. Nabývá hodnot od 1 do 7 (nebo také označováno jako K, L, M, N, O, P, Q).
 * Vedlejší kvantové číslo (l) – Nabývá hodnot od 0 do (n – 1). Udává prostorový tvar a energetickou odlišnost jednotlivých orbitalů.
 * Magnetické kvantové číslo (m) – Udává směrovou orientaci orbitalu v magnetickém poli. Nabývá hodnot od -l…0…+l (vedlejší kvantové číslo).
 * Spinové kvantové číslo (s) – Nabývá hodnot +1/2 nebo −1/2. V jednom orbitalu můžou být maximálně dva elektrony, které mají opačný spin a vytvářejí elektronový pár.

Pravidla zaplňování orbitalů elektrony
thumb|right|350px|Tvary orbitalů 1s, 2s, 2px, 2py a 2pz Konfigurace elektronů (iontů)− rozmístění elektronů v jednotlivých orbitalech na jednotlivých vrstvách elektronového obalu. Možné z něj odvodit schopnost atomu (iontu) tvořit určitý typ chemické vazby. Postupné obsazování určuje výstavbový a Pauliho princip a Hundovo pravidlo.

Výstavbový princip – princip minimální energie: Atom v základním stavu má snahu nabývat stavu s nejmenší možnou energií – obsazování orbitalů od těch s nejmenší energií: 1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p.

Degenerované orbitaly- mají stejnou energii (mají stejné hlavní a vedlejší kvantové číslo, liší se magnetickým). Soubor:Degenerovane_orbitály.jpg

Pauliho princip V atomu neexistují dva elektrony, které by měly všechny 4 kvantová čísla stejná (musí se lišit minimálně spinem – znázorníme opačnými šipkami).
 * Soubor:Spin.jpg

Hundovo pravidlo Degenerované orbitaly se zaplňují tak, aby byl v degenerovaných orbitalech maximální možný počet nespárovaných elektronů (co nejvíc se stejným spinem) a až potom se začnou vytvářet elektronové páry.

Soubor:Příklad zaplňování elektronových orbitalů.jpg‎

Související články

 * Atomové jádro
 * Periodická soustava prvků
 * Radioaktivita