Atom je nejmenší jednotka hmoty, která si zachovává vlastnosti většího celku. Není to nedělitelné, ale kousky atomů, zejména tzv. „Kousky“ jaderných komponent kvarky, jsou opravdu dobré pouze pro výrobu atomů. Různé druhy atomů se nazývají prvky, z nichž je známo téměř 120 (z toho 92 přirozeně se vyskytujících).
Většina hmoty se skládá z několika druhů atomů, uspořádaných do skupin po dvou nebo více a majících specifické vzorce; dva nebo více atomů chemicky spojených dohromady tvoří molekulu. Například molekula vody má vzorec H2O, což znamená, že je vyroben z prvků vodík (H) a kyslík (O) v atomovém nebo molárním poměru 2: 1.
Vápník je dobře známý prvek, který je nezbytný pro dobré zdraví kostí a další funkce v lidském těle. Atom vápníku není ani malý, ani zvlášť těžkopádný atom, takže je dobrým kandidátem za vytvoření projektu trojrozměrného modelu atomu, který ilustruje hlavní body tohoto struktura.
Atom: Základy
Atomy se skládají ze stejného počtu protony a elektrony v jejich základním (neionizovaném) stavu, od roku 2020 od jednoho do 118. Počet protonů, atomové číslo, definuje prvek. Všechny prvky kromě vodíku mají také jeden nebo více
neutrony; protony a neutrony mají přibližně stejnou hmotnost (řádově 10−27kg), zatímco elektrony jsou téměř 2 000krát menší.Počet protonů a neutronů je zhruba stejný, i když při pohybu nahoru v periodické tabulce prvků neutrony začínají ve většině atomů viditelně převažovat nad protony. Varianty prvků, které se liší pouze počtem neutronů, se nazývají izotopy.
Záporně nabité elektrony zabírají prostory daleko, daleko od protonu, alespoň na měřítku atomu, což je jen asi 1 × 10−10 m napříč. Ty se nacházejí v energetické hladiny nebo skořápky, které pro mnoho atomů zahrnují dílčí skořápky. Subshells zase obsahují orbitaly, z nichž každý může obsahovat až dva elektrony.
Každý řádek periodické tabulky představuje skořápku, přičemž počet elektronů, které může skořápka obsahovat, je dva, osm, osm a 18 v prvních čtyřech řadách periodické tabulky.
Atom modelu 3D vápníku
Z periodické tabulky vidíte, že vápník má atomové číslo 20 a an atomová hmotnost 40,78 daltonů. To znamená, že nejstabilnější izotop prvku má 20 neutronů (40 - 20). Můžete si vybrat zelené koule, které představují protony, a podobně velké oranžové koule, které představují neutrony, a menší žluté koule nebo kuličky, které představují elektrony.
Můžete uspořádat své „protony“ a „neutrony“ do jádra podobného kouli, třeba je slepit, a pak se rozhodnout, jak uspořádat své elektrony.
Z tabulky vidíte, že vápník má v první skořápce dva elektrony (oba v tzv. 1s skořápce), osm ve druhé skořápce (2 v 2s subshell, 6 v 2p subshell), osm ve třetím shellu (2 v 3s subshell, 3 v 3p subshell) a dva ve čtvrtém skořápka. Jedná se o valenci vápníku nebo chemicky reaktivní elektrony.
V různých online referencích se dozvíte, jak jsou elektronové skořápky zobrazeny v 3D prostoru. Můžete nakreslit diagram atomu vápníku, který bude doprovázet váš model, aby pokryl všechny informace, které lze vizuálně obtížně prezentovat.
Další atomy pro modelování
Model neonového atomu by mohl diváky seznámit s konceptem vzácných plynů a plných valenčních skořápek Například, nebo model atomu sodíku může sloužit jako reprezentativní jednoduchý kov, který se váže na halogeny, jako je chlór.