Universal Dependencies - Czech - CAC

s-1

s68w-s1

s68w#1

Představa atomů jako dokonale pružných nepatrných kuliček, které se ve hmotě ustavičně pohybují, stačila k výkladu jevů v kinetické teorii plynů.

s-2

s68w-s2

s68w#2

V chemii již začátkem století byla slučivost vykládána elektrickými silami mezi atomy.

s-3

s68w-s3

s68w#3

Pojem iontů jakožto kladně a záporně nabitých atomů stal se jasným, teprve když Faraday objevil zákony elektrolýzy.

s-4

s68w-s4

s68w#4

Objev podstaty katodových paprsků přivedl fyziky k správnému názoru, že záporný ion vzniká připoutáním elektronu k atomu, kladný ion ztrátou elektronu.

s-5

s68w-s5

s68w#5

Záporné ionty v plynech jsou často pouhé * .

s-6

s68w-s6

s68w#6

Z názoru o iontech vyplynul model atomu, v němž by bylo stejné množství obou druhů elektřiny.

s-7

s68w-s7

s68w#7

První takový model navrhl Thomson.

s-8

s68w-s8

s68w#8

Vypracoval představu o kouli nabité kladnou elektřinou, v níž plave patřičný počet záporných elektronů, takže soustava je navenek neelektrická.

s-9

s68w-s9

s68w#9

Je to statický model bez pohybu, v němž se elektrické síly vzájemně vyvažují a částice jsou v mechanické rovnováze.

s-10

s68w-s10

s68w#10

Atom vysílá záření jen tehdy, jsou- li elektrony rozkmitány působením z vnějšku.

s-11

s68w-s11

s68w#11

Na základě této představy je možno vypočítat kmitočty záření, které však nesouhlasí s kmitočty čar změřených ve spektrech.

s-12

s68w-s12

s68w#12

Další nesnází byly výsledky pokusů s částicemi vysílanými z radioaktivních prvků.

s-13

s68w-s13

s68w#13

Procházejí- li tyto částice hmotou, jsou ve vzácnějších případech náhle odchylovány z původního směru.

s-14

s68w-s14

s68w#14

Tento jev nazýváme rozptylem záření.

s-15

s68w-s15

s68w#15

Při vzácném středovém nárazu na těžší atom se částice odchyluje retrográdně ve zpátečním směru tak jako pružná koule při kolmém nárazu na stěnu.

s-16

s68w-s16

s68w#16

Výsledky pokusů bylo možno vysvětlit představou o jádře atomu, centrální části, v níž je soustředěna prakticky celá hmota atomu.

s-17

s68w-s17

s68w#17

Hmota elektronů rozložených kolem jádra je velmi malá.

s-18

s68w-s18

s68w#18

Anglický fyzik Rutherford a německý fyzik Geiger se v zabývali podrobnými pokusy s průchodem částic hmotou.

s-19

s68w-s19

s68w#19

Již předtím studovala rozptyl částic paní Curieová-Sklodowskáv Paříži.

s-20

s68w-s20

s68w#20

V Praze se těmito pokusy zabýval fyzik Bohumil Kučera, profesor Karlovy univerzity.

s-21

s68w-s21

s68w#21

Odchylka částice vzniká, jestliže částice proletí v těsné blízkosti jádra, které na ni působí svou elektrostatickou odpudivostí.

s-22

s68w-s22

s68w#22

Jádro atomu má kladný náboj, částice * je kladně nabité jádro heliové.

s-23

s68w-s23

s68w#23

Částice * může proletět přímočaře statisíci atomů a neodchýlí se ze svého směru, pouze ionisuje, odtrhává z atomu elektrony.

s-24

s68w-s24

s68w#24

Všechny tyto skutečnosti se dají z představy jaderného modelu atomu nazývaného podle objevitele model Rutherfordův.

s-25

s68w-s25

s68w#25

Atom každého prvku jádra složen z jádra, v němž je soustředěna téměř všechna hmota atomu.

s-26

s68w-s26

s68w#26

Kolem jádra obíhají elektrony jako v planetární soustavě, a proto je možno použít označení planetární model atomu.

s-27

s68w-s27

s68w#27

Průměr jádra je řádově # * , průměr celého atomu je stotisíckrát větší.

s-28

s68w-s28

s68w#28

Atom je v dostatečně velké * prakticky * .

s-29

s68w-s29

s68w#29

Atom je v nepatrné vzdálenosti neutrální, neboť součet záporných nábojů elektronů se rovná kladnému náboji jádra.

s-30

s68w-s30

s68w#30

Charakteristická čísla určující nejzákladnější vlastnosti jader jsou číslo atomové a číslo hmotové.

s-31

s68w-s31

s68w#31

Atomové číslo je rovno počtu elementárních základních nábojů jádra.

s-32

s68w-s32

s68w#32

Elementární náboj je roven náboji elektronu, takže atomové číslo je stejné jako počet elektronů kolem jádra.

s-33

s68w-s33

s68w#33

Prokázalo to přesvědčivě studium rentgenových spekter, které * fyzik Moseley.

s-34

s68w-s34

s68w#34

Náboj jádra je tedy * .

s-35

s68w-s35

s68w#35

Atomové číslo určuje místo příslušného prvku v periodické soustavě a jeho chemické vlastnosti.

s-36

s68w-s36

s68w#36

Atomové číslo vodíku je # , nejvyšší přirozený prvek, uran, má atomové číslo # .

s-37

s68w-s37

s68w#37

Později bylo prokázáno, že atomové číslo je počet protonů v jádře.

s-38

s68w-s38

s68w#38

Proton je jádro atomu vodíku.

s-39

s68w-s39

s68w#39

Odtud název číslo protonové.

s-40

s68w-s40

s68w#40

Hmotové číslo je atomová hmota prvku, přesněji příslušného isotopu prvku zaokrouhlená na nejbližší celé číslo.

s-41

s68w-s41

s68w#41

Atomová hmota jednoho ze dvou stabilních izotopů dusíku je jeho hmotové číslo.

s-42

s68w-s42

s68w#42

Po objevu neutronu v # anglickým fyzikem Chadwickem byla odhalena hlubší podstata hmotového čísla.

s-43

s68w-s43

s68w#43

Je to jednoduše celkový počet protonů a neutronů v jádře.

s-44

s68w-s44

s68w#44

Tyto základní stavební kameny jádra nazýváme nukleony, nucleus, jádro, a podle toho bývá hmotové číslo nazýváno číslo nukleonové.

s-45

s68w-s45

s68w#45

Isotopová hmota, přesná atomová hmota isotopu prvku, je relativní poměrná hmota vztažená k isotopu uhlíku hmotového čísla, tedy k isotopu je atomové číslo uhlíku # .

s-46

s68w-s46

s68w#46

Isotopy, isos, stejný, topos, místo, jsou nuklidy, jaderná individua stejného atomového čísla, avšak různých čísel hmotových.

s-47

s68w-s47

s68w#47

Isotopii prvků objevil již v # anglický radiochemik Soddy, avšak teprve po objevu neutronu bylo dokázáno, že jde o nuklidy s týmž počtem protonů a s různým počtem neutronů.

s-48

s68w-s48

s68w#48

Hmotová jednotka je dvanáctina hmoty uhlíku atomové hmoty.

s-49

s68w-s49

s68w#49

Počet atomů v gramatomu udává Avogadrovo číslo, takže ? .

s-50

s68w-s50

s68w#50

V dnešní době se k charakteristice jádra používá i čísla neutronového daného rozdílem hmotového a atomového čísla.

s-51

s68w-s51

s68w#51

U přírodních jader nabývá hodnoty od nuly do # , neboť pro uran je # .

s-52

s68w-s52

s68w#52

K charakteristice jádra nestačí jen uvedená základní čísla, neboť jádra téhož atomového a hmotového čísla se mohou od sebe lišit svým obsahem energie, svými radioaktivními vlastnostmi, jaderným spinem, vířením a vnitřní strukturou.

s-53

s68w-s53

s68w#53

Takovým případem je jaderná isomerie, jejíž název je převzat z chemie jako obdoby isomerie molekulové, která je však podstatně častější než jaderná.

s-54

s68w-s54

s68w#54

Isomerii jader objevil německý radiochemik Hahn, název pochází od německé fyzičky Meitnerové.

s-55

s68w-s55

s68w#55

Příkladem je uměle radioaktivní brom hmotového čísla # , který se rozpadá z metastabilního stavu, stavu, jehož stálost je omezena na základní isomer bromu.

s-56

s68w-s56

s68w#56

Poločas metastabilního bromu je asi # hodiny a teprve základní isomer bromu se rozpadá s poločasem # minut na stabilní konečný produkt krypton.

s-57

s68w-s57

s68w#57

To je příklad jaderné dimerie, jsou známy vzácně i případy jaderné trimerie, kdy konečný produkt má dva metastabilní předchůdce.

s-58

s68w-s58

s68w#58

Z toho je patrné, že číslo atomové a hmotové k úplné charakteristice jádra nestačí, i když tato čísla vystihují nejzákladnější vlastnosti atomů.

s-59

s68w-s59

s68w#59

Rutherfordův model atomu používá představ a zákonitostí klasické fyziky.

s-60

s68w-s60

s68w#60

Jádro má náboj, kde je atomové číslo # náboj elektronu.

s-61

s68w-s61

s68w#61

Elektron je jádrem přitahován podle Coulombova zákona stejně jako elektrický náboj od druhého náboje.

s-62

s68w-s62

s68w#62

Pohyby elektronů se řídí Keplerovými zákony jako pohyb planet kolem Slunce.

s-63

s68w-s63

s68w#63

Záření vysílané atomy může klasická fyzika vysvětlit jen takto.

s-64

s68w-s64

s68w#64

Elektron obíhající kolem jádra je v podstatě kmitajícím elektronem, takže vzbuzuje v okolí periodicky proměnné pole, jehož změny se šíří prostorem jako elektromagnetické záření.

s-65

s68w-s65

s68w#65

Energie záření vzniká na úkor celkové energie atomu, takže elektron se během vyzařování blíží k jádru, až je do něho stržen.

s-66

s68w-s66

s68w#66

Plyn složený z velkého množství atomů, jejichž elektrony krouží ve všech možných drahách, musel by tedy vysílat spojité spektrum.

s-67

s68w-s67

s68w#67

To však odporuje zkušenosti, neboť plynné prvky vysílají spektra čárová.

s-68

s68w-s68

s68w#68

Rozpory vyplývající z použití klasické fyziky na model atomu odstranil dánský fyzik Bohr v # .

s-69

s68w-s69

s68w#69

Uvažujme nejjednodušší atom vodíku.

s-70

s68w-s70

s68w#70

Vodík jako jednomocný prvek má jádro s jediným elementárním nábojem a kolem jádra vodíku neboli protonu se po kruhové dráze pohybuje jediný elektron.

s-71

s68w-s71

s68w#71

Bohr vyslovil tři postuláty, jimiž vysvětlil čárové spektrum vodíku.

s-72

s68w-s72

s68w#72

První Bohrův postulát.

s-73

s68w-s73

s68w#73

Elektron se může trvale pohybovat kolem jádra jen v určitých kruhových kvantových drahách, pro něž platí podmínka, kde je poloměr kruhové dráhy # * , hmota elektronu # * , jeho rychlost # * .

s-74

s68w-s74

s68w#74

Je hybnost elektronu moment hybnosti vzhledem ke středu atomového jádra.

s-75

s68w-s75

s68w#75

Je hlavní kvantové číslo určující pořadí dovolených kvantových drah, je Planckova konstanta, jejíž číselná hodnota je # joule sekunda.

s-76

s68w-s76

s68w#76

Podle Planckovy kvantové teorie může být elektromagnetické záření kmitočtu vysíláno, emitováno, nebo pohlcováno, absorbováno, pouze ve formě fotonů, světelných kvant, kvant záření, jejichž energie ? .

s-77

s68w-s77

s68w#77

Planckova konstanta je stejná pro všechny druhy záření.

s-78

s68w-s78

s68w#78

Slovní formulace vztahu zní.

s-79

s68w-s79

s68w#79

Součin obvodu kvantové dráhy elektronu a jeho hybnosti je roven celistvému násobku Planckovy konstanty.

s-80

s68w-s80

s68w#80

Upravíme- li vztah na tvar * , lze první Bohrův postulát vyslovit poněkud jinak.

s-81

s68w-s81

s68w#81

Točivost elektronu, moment hybnosti elektronu vzhledem ke středu jádra, je rovna celistvému násobku konstanty.

s-82

s68w-s82

s68w#82

Tato konstanta je kvantovou jednotkou momentu hybnosti a nazývá se kvantová jednotka točivosti.

s-83

s68w-s83

s68w#83

Druhý Bohrův postulát.

s-84

s68w-s84

s68w#84

Oběhem na kvantových drahách neztrácí elektron svou energii, nedochází k vysílání elektromagnetického záření a energie atomu zůstává stálá.

s-85

s68w-s85

s68w#85

Třetí Bohrův postulát.

s-86

s68w-s86

s68w#86

Při přeskoku elektronu z kvantové dráhy s vyšší energií na kvantovou dráhu s nižší energií vyzáří atom foton, jehož energie se rovná úbytku energie elektronu.

s-87

s68w-s87

s68w#87

Z rovnice lze vypočíst kmitočet záření, které atom vyšle při přechodu elektronu mezi dvěma drahami.

s-88

s68w-s88

s68w#88

Opačný přechod, přeskok elektronu s absorpcí energie, je možný jen tehdy, získá li atom potřebnou energii pohlcením fotonu, jehož frekvence vyhovuje třetímu Bohrovu postulátu.

s-89

s68w-s89

s68w#89

Obíhá- li elektron na nejnižší stabilní dráze, má jeho energie nejnižší možnou hodnotu.

s-90

s68w-s90

s68w#90

Atom je v základním čili nevzbuzeném stavu.

s-91

s68w-s91

s68w#91

Aby mohl atom zářit, musí být elektron vysunut na vyšší dráhu.

s-92

s68w-s92

s68w#92

To se může stát pohlcením fotonu nebo nárazem hmotné částice elektricky nabité i neutrální.

s-93

s68w-s93

s68w#93

Na * a * je schéma vodíkového atomu podle Rutherforda a schéma Bohrova modelu.

s-94

s68w-s94

s68w#94

Vznik Balmerovy série spektrálních čar ve spektru vodíkovém je na * .

s-95

s68w-s95

s68w#95

Přehled rovinných drah je v * .

s-96

s68w-s96

s68w#96

Závěrem lze uvést.

s-97

s68w-s97

s68w#97

V jádře atomu je soustředěna téměř celá hmota atomu, neboť elektron je skoro # krát lehčí než proton, jádro vodíkové, které je nejlehčím jádrem.

s-98

s68w-s98

s68w#98

Rozpadem jádra vznikají jevy radioaktivní spojené s přeměnou prvku.

s-99

s68w-s99

s68w#99

Na vnitřních elektronech složitějších atomů závisí rentgenová spektra, kdežto periferní obvodové elektrony určují chemické vlastnosti atomu a podmiňují vznik optických spekter.

s-100

s68w-s100

s68w#100

Zdokonalené spektrografy dokázaly, že čáry vodíkového spektra nejsou jednoduché, jsou to těsné dvojice, dublety.