Co je uvnitř atomu?

Menší než malé

Atomy jsou neuvěřitelně malé. Několik milionů atomů vedle sebe by sotva přesáhlo délku tečky na konci této věty.

Slovo atom pochází z řeckého atomos, což znamená „nedělitelný“. Dlouho si lidé mysleli, že atomy jsou nejmenší možné věci. Pak, počínaje rokem 1897, vědci zjistili, že atomy jsou složeny z ještě menších částí.

Jádro: protony a neutrony

Uprostřed každého atomu je jádro. Obsahuje dva druhy částic: protony, které mají kladný náboj, a neutrony, které nemají náboj vůbec žádný.

Jádro je ve srovnání s celým atomem nepatrné. Kdyby byl atom velký jako sportovní stadion, jeho jádro by uprostřed mělo velikost hrášku. Přesto jádro obsahuje více než 99,9 % hmotnosti atomu, protože protony a neutrony jsou mnohem těžší než elektrony.

Souhlasné náboje se odpuzují, takže protony v jádře se navzájem odtlačují. Protony a neutrony však přesto drží pohromadě velmi silná síla, která působí jen na nepatrné vzdálenosti.

Elektrony: vně jádra

Elektrony jsou mnohem lehčí než protony. K dosažení hmotnosti jediného protonu je zapotřebí asi 1 836 elektronů. Každý elektron má záporný náboj.

Opačné náboje se přitahují, takže kladné jádro přitahuje záporné elektrony. Toto přitahování udržuje elektrony v blízkosti jádra.

Elektrony jsou uspořádány do vrstev zvaných slupky. První slupka pojme nejvýše 2 elektrony a druhá nejvýše 8. Na schématech se elektrony často kreslí jako tečky na kružnicích, ale skutečné elektrony se nepohybují po úhledných drahách jako planety. Rozprostírají se v neostrém oblaku a každá slupka je ve skutečnosti energetická hladina.

Náboje a hmotnosti přehledně

Proton má náboj +1 a hmotnost přibližně 1 atomovou hmotnostní jednotku (u), což je velmi malá jednotka určená k vážení atomů.

Neutron nemá náboj (0) a má hmotnost přibližně 1 u, téměř přesně stejnou jako proton.

Elektron má náboj −1 a hmotnost jen asi 0,0005 u. To je tak málo, že se často považuje za nulu.

Proč atomy nemají celkový náboj

V atomu se počet elektronů rovná počtu protonů. Kladné a záporné náboje se vyruší, takže atom jako celek je neutrální.

Dobrým příkladem je atom uhlíku. Má 6 protonů a 6 elektronů, takže jeho náboje jsou vyrovnané. Většina atomů uhlíku má také 6 neutronů. Těch 6 elektronů je ve dvou slupkách: 2 v první a 4 ve druhé.

Běžné chemické reakce jádro nikdy nemění. Atomy elektrony pouze přijímají, odevzdávají nebo sdílejí. Atom, který elektrony přijme nebo odevzdá, se stane nabitou částicí zvanou ion. Atom sodíku, který odevzdá jeden elektron, se stane Na⁺ a atom chloru, který jeden elektron přijme, se stane Cl⁻.