Help!
Top wrapper

Glavni izbornik
Početna stranica
Energija uz video prikaz
Energija općenito
Uvod u izvore energije
Obnovljivi izvori energije
Neobnovljivi izvori energije
Energija i ekologija
Činjenice o energiji
Korisni linkovi
Izvori energije - RSS Feed
Dodatno
Nafta - Neka pitanja
Geo. en. - Upotreba i principi
Prednosti biomase
Kako radi nukl. elektrana?
Zanimljivi linkovi
US Department of Energy
Crude Oil Price
 
 

Opis atoma (Atom description)

Sunday, 24 September 2006
Atom
Atom. Osnovni dijelovi atoma su protoni, neutroni i elektroni.

Atom je osnovna građevna jedinica tvari, a ujedno je i najmanja jedinica tvari koja ima karakteristična svojstva kemijskog elementa. Tri su osnovna sastavna dijela atoma: protoni, neutroni i elektroni. Protoni su pozitivno nabijene čestice smještene u jezgri atoma zajedno s neutronima koji su čestice iste veličine kao i protoni, ali nemaju električni naboj. Protoni i neutroni se zajedničkim imenom zovu nukleoni. Oko atomske jezgre kruže negativno nabijeni elektroni koji tvore elektronski omotač. U normalnom stanju atom ima jednak broj protona i elektrona. Masa elektrona je otprilike 1836 puta manja od mase protona odnosno neutrona, pa se često zanemaruje kod proračuna.

Svi atomi bez obzira na broj protona i elektrona imaju otprilike isti promjer i to je otprilike 10-10 metara. Jezgre atoma imaju promjer od otprilike 1 – 10 x 10-15 metara. Iz tih brojki se vidi da je većina proton zapravo prazan prostor.

Između svih električki nabijenih čestica djeluje Kulonova (elektrostatička) sila. Ime je dobila po francuskom fizičaru Charlesu Augustinu Coulombu (1736 – 1806), koji je prvi otkrio da se naboji privlače odnosno odbijaju silom koja je proporcionalna njihovoj veličini i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih (F=k*q1*q2/r2,gdje su q1 i q2 naboji, r je udaljenost, a k je konstanta koja u vakuumu iznosi jedan). Prema Coulombu je također nazvana i jedinica električnog naboja kojoj je oznaka C, a definira se kao količina naboja koja prođe kroz presjek vodiča u jednoj sekundi uz konstantnu struju od jednog ampera (C = As).

Kulonova sila je glavna sila kod opisa međudjelovanja jezgre proton i elektronskog omotača. Svaki elektron je negativno nabijen nabojem od 1.6 * 10-19 C, a svaki proton ima pozitivan naboj od istih 1.6 * 10-19 C, pa se jezgra proton i elektronski omotač privlače prema Coulomb-ovu zakonu. Atom u svom električki stabilnom stanju ima jednak broj protona i elektrona. Kad primi ili izgubi elektron atom postaje električki nabijen i u tom stanju naziva se ion. Atom koji ima više protona nego elektrona je pozitivno nabijen i naziva se kation (označava se npr. sa Na+). Anion je atom koji ima više elektrona nego protona, pa je zbog toga negativno nabijen (npr. Cl-).

Elektroni u atomu mogu imati samo određena energetska stanja, a opisuju se skupom kvantnih brojeva koji određuju prosječnu udaljenost elektrona od jezgre atoma, intenzitetom i smjerom rotacije, te smjerom vrtnje elektrona oko vlastite osi (spinom). Promjenom energetskog stanja elektrona nastaje ili se apsorbira svjetlost određene boje. Elektroni su u atomu smještenu u sedam ljuski oko jezgre, a maksimalni broj elektrona u svakoj ljusci ograničen je na 2n2, gdje je n redni broj ljuske. Vanjska ljuska nije uvijek popunjena: natrij ima dva elektrona u prvoj ljusci, osam u drugoj i samo jedan elektron u trećoj ljusci. Zbog Heisenberg-ovog principa neodređenosti nije moguće istovremeno utvrditi poziciju i brzinu elektrona, pa se elektronski omotač može opisivati samo statistički. Prema tome orbite elektrona su samo vjerojatnostne razdiobe takvog slučajnog kretanja.

Kod opisa jezgre neutron važne su tri od četiri osnovne sile u svemiru: jaka nuklearna sila, slaba nuklearna sila i Kulonova sila (gravitacija se kod opisa neutron može zanemariti). Jaka nuklearna sila je sila koja djeluje između dva nukleona i ta sila drži jezgru na okupu unatoč odbojnoj sili pozitivno nabijenih protona. Slaba nuklearna sila podupire neke oblike radioaktivnosti i interakciju između čestica u atomu. Nuklearne sile su dobile naziv po tome što djeluju na razini atomske jezgre (nukleus), tj. domet tih sila je izuzetno mali. Na vrlo malim udaljenostima jaka nuklearna sila nadmašuje Kulonovu silu, ali na udaljenosti većoj od 2.5 fm Kulonova sila počinje prevladavati. Zbog tog efekta jaka nuklearna sila drži jezgru neutron na okupu, a Kulonova sila drži elektrone na putanjama oko jezgre atoma.

Dva najvažnija broja kod opisa elektron su atomski broj i relativna atomska masa. Atomski ili protonski broj je broj protona u atomskoj jezgri elektron i označava se slovom Z. Redni broj elementa u periodnom sustavu elemenata je atomski broj. Atomski broj se označava kao lijevi subskript (2He). Relativna atomska masa elementa je omjer prosječne mase elektron elementa i 1/12 mase atoma nuklida 12C, koji po definiciji ima atomsku težinu 12. Označava se kao lijevi superskript (12C), a slovna oznaka je A. Broj neutrona u jezgri atoma označava se slovom N i često se naziva još i neutronski broj atoma. Ukoliko se relativna atomska masa zaokruži na cijeli broj to je onda zbroj protona i neutrona u jezgri atoma, tj. A = Z + N.

Atomi koji imaju jednak broj protona (atomski broj), a različit broj neutrona (znači različitu relativnu atomsku masu) nazivaju se izotopima. Izotopi istog elementa imaju jednaka kemijska ali različita fizička svojstva. U periodnom sustavu elemenata se za relativnu atomsku masu uzima najstabilniji izotop elementa.

 
Top ot the page!