Teorija

Atoma sastāvdaļas
Kaut arī jēdziens atoms ir radies no grieķu vārda atomos, kas nozīmē "nedalāms", mūsdienās ir zināms, ka atomu var sadalīt vēl sīkākās sastāvdaļās. 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā zinātnieki eksperimentāli pamatoja hipotēzes, ka atomam ir kodols un to aptver elektronu apvalks.
Svarīgi!
Atoms sastāv no kodola un elektronu apvalka.
Atoma kodolam ir pozitīvs elektriskais lādiņš, un kodolā sakopota gandrīz visa atoma masa. Kodols veidojies no pozitīvi lādētām daļiņām protoniem un daļiņām bez lādiņa - neitroniem. Kodolos šīs daļiņas ir saistītas ar ļoti stipriem spēkiem, kurus sauc par kodolspēkiem.
Tādus protonus un neitronus, kas jau izveidojuši kodolu, sauc par nukloniem. Atomu izmēri ir ļoti mazi. Lai nebūtu jālieto neparocīgs skaitļu pieraksts, "atomu pasaulē" lieto mērvienību pikometrs pm. Tā kā atoma izmērs ir aptuveni 1010 m, tad tas atbilst 100 pikometriem. Bet, pat lietojot tik "sīku" mērvienību, kodola izmērs ir aptuveni tūkstošā daļa no pikometra jeb 0,001 pm.
 
Elektronu apvalku veido negatīvi lādētas daļiņas - elektroni. Savstarpēji mijiedarbojoties vairāku atomu elektroniem, rodas ķīmiskās saites. Atomā starp negatīvi lādēto elektronu apvalku un pozitīvi lādēto kodolu darbojas elektrostatiskie pievilkšanās spēki, kas ir daudzkārt vājāki par kodolspēkiem.
Atoma sastāvā ietilpstošās daļiņas sauc arī par elementārdaļiņām, jo kādreiz zinātnieki uzskatīja, ka tās nav sīkāk dalāmas. Mūsdienās ir atklātas vēl daudz citas elementārdaļiņas, taču, lai izskaidrotu vielu ķīmiskās īpašības un ķīmiskās pārvērtības, pietiek ar trīs daļiņām : elektroniem, protoniem un neitroniem. Katrai no šīm daļiņām ir noteikta masa un elektriskais lādiņš.
 
1_masa_ladins.PNG
 
Atoma masa ir niecīga, un, ja to izsaka SI mērvienībās, tad iegūst ļoti mazas skaitliskās vērtības. Lietošanai ērtāka ir atommasas vienība, ko apzīmē ar burtu u.
Atoma kodolam ir pozitīvs lādiņš. Tā vērtību nosaka kodolu veidojošo protonu skaits. Tā, piemēram, sēra atoma kodola veidošanā ir piedalījušies 16 protoni, tāpēc kodola lādiņš ir +16. Protonu skaitu atomā sauc par atomnumuru un apzīmē ar Z. Elektronu skaits atomā ir vienāds ar protonu skaitu. Kopējais elektronu negatīvais lādiņš ir tikpat liels kā kodola pozitīvais lādiņš, jo atoms kopumā ir elektroneitrāls.
 
Par ķīmisko elementu sauc viena veida atomus, kuru kodoliem ir viens un tas pats elektriskais lādiņš (protonu skaits).
 
Informāciju par atoma sastāvu var iegūt, aplūkojot ķīmisko elementu periodisko tabulu. Katrā rūtiņā "novietots" viens ķīmiskais elements. Parasti tiek norādīts, kādu informāciju par ķīmisko elementu sniedz katrs no rūtiņā ierakstītajiem skaitļiem vai simboliem. piemēram, atomnumurs, relatīvā atommasa u.c. Lai tālākos aprēķinos izmantotu ķīmiskā elementa relatīvo atommasu, to parasti noapaļo līdz veseliem skaitļiem.
 
Piemērs:
Ja ielūkojamies periodiskajā tabulā, redzam, ka sēra S atommasa A ir 32, bet atomnumurs Z ir 16. Tā kā atomnumurs norāda protonu skaitu, tie ir 16. Atomā elektronu skaits sakrīt ar protonu skaitu, tātad arī 16.
 
Secinājums: sēra S atoma kodols veidots no 16 protoniem un elektronu apvalku veido 16 elektroni.
1_prot_elektr.PNG
 
Uz Zemes sastopamo dabiskas izcelsmes ķīmisko elementu ir nepilns simts. Pēdējais periodiskajā tabulā esošais atomu veids, kas sastopams dabā, ir urāns U, kura atomnumurs Z = 92. Elementi ar lielāku atomnumuru dabā atrodas ļoti niecīgos daudzumos, pārsvarā tie ir sintezēti mākslīgi.
 
Atsauce:
Kaksis Ā., Ķīmija 10. klasei, Lielvārds, 2009, 52 - 53