Protóny, neutróny a elektróny
Protóny, neutróny a elektróny sú častice, ktoré tvoria atóm, ktorý je najmenšou časťou prvku. Tieto častice určujú vlastnosti a vlastnosti chemických prvkov.
Protóny a neutróny sú koncentrované v atómovom jadre, zatiaľ čo elektróny sú distribuované v kôre alebo na periférii atómu. Atóm má rovnaký počet elektrónov a protónov, zatiaľ čo počet neutrónov je premenlivý.
Ďalej uvádzame porovnávaciu tabuľku medzi protónmi, neutrónmi a elektrónmi.
| Protón | Neutrón | Elektrón | |
|---|---|---|---|
| Definícia | Subatomárna častica kladného náboja | Subatomatická častica neutrálneho náboja | Negatívne nabitá subatomárna častica |
| Naložiť | Pozitívne +1 |
Neutrálny 0 |
Negatívne -1 |
| Symbol | p+ | n0 | a- |
| Umiestnenie v atóme | Jadro | Jadro | Periférne orbitaly |
| Hmotnosť (kg) | 1 673 x 10-27kg | 1 675 x 10-27kg | 9 109 x 10-31kg |
| Hmotnosť v porovnaní s protónom (amu) | 1 | 1 | 0,0005 |
| Elementárna častica | 3 kvarky: 2 u a 1 d | 3 kvarky: 2 d a 1 u | 1 leptón |
| Objaviteľ (rok) | A. Rutherford (1911) | J. Chadwick (1931) | J.J. Thomson (1897) |
Čo je protón?
Protóny sú kladne nabité častice nachádzajúce sa v jadre atómu. Každý atóm prvku má pevný počet protónov, ktorý určuje jeho atómové číslo, alebo Z. Vodík má teda protón a Z sa rovná 1.
Hmotnosť protónu je 1,673 x 10-27 kg, čo predstavuje 1 atómovú jednotku hmotnosti alebo amu (pre jeho skratku v angličtine atómová hmotnostná jednotka).
V roku 1911 Ernest Rutherford zistil, že jadro atómu je malé a kladne nabité, preto pochádza aj koncept protónu.
Protón je tvorený elementárnymi časticami, ktoré sa nazývajú kvarky alebo kvarky: 2 kvarky u (per hore= top) a 1 quartk d (o dole= dole).
Ako vypočítať protóny atómu?
Počet protónov v atóme je možné určiť z jeho atómového čísla, čo je číslo pozície v periodickej tabuľke.
Napríklad zlato Au má atómové číslo = 79, čo znamená, že zlato má v jadre 79 protónov.
Čo je to neutrón?
Neutróny sú častice nachádzajúce sa v jadre atómu spolu s protónmi. Označujú sa listom n a sú neutrálne spoplatnené. Jediným prvkom, ktorý nemá neutróny, je vodík.
Hmotnosť neutrónov je veľmi podobná hmotnosti protónov, takže súčet hmotností protónov a neutrónov určuje atómovú hmotnosť prvku.
Atómy, ktoré majú rovnaké atómové číslo, ale rozdielny počet neutrónov, sa nazývajú izotopy. Napríklad deutérium je izotop vodíka, ktorý má v jadre neutrón a protón.
Anglický fyzik James Chadwick objavil v roku 1931 túto subatomárnu časticu s hmotnosťou blízkou protónu, ale s neutrálnym elektrickým nábojom, preto sa jej hovorilo neutrón.
Neutrón je zložený ako protón kvarkami: 1 kvark u (o hore= horná časť) a 2 kr. d (o dole= dole).
Ako vypočítať neutróny atómu?
Počet neutrónov v atóme môžeme vypočítať, ak poznáme jeho atómovú hmotnosť a atómové číslo Z. Už vieme, že atómové číslo Z je počet protónov a atómová hmotnosť predstavuje súčet protónov a neutrónov, ktoré atóm má.
Napríklad kyslík má atómovú hmotnosť 16 a Z je 8. Počet protónov v kyslíku sa rovná atómovej hmotnosti mínus Z:
16 - 8 = 8 neutrónov
Čo je to elektrón?
Elektróny sú častice atómu, ktoré sú v oblaku, ktorý obklopuje jadro. Zatiaľ čo protóny a neutróny sú koncentrované v jadre, elektróny sú zvonka distribuované vo vrstvách.
Elektróny v najvzdialenejšom obale atómu môžu skákať z jedného atómu na druhý. To dáva atómu iný elektrický náboj; napríklad ak atóm získa elektrón, jeho náboj bude záporný, zatiaľ čo stratí elektrón, náboj bude kladný.
To sa deje v iónoch, to znamená v atóme, ktorý získava alebo stráca jeden alebo viac elektrónov. Napríklad chlór má 17 elektrónov, ale môže získať jeden elektrón a stať sa z neho chloridový anión.-, s 18 elektrónmi a negatívnym nábojom.
Elektrón objavil v roku 1897 J.J. Thomson, ten istý muž z atómového modelu „hrozienkového pudingu“.
Elektrón je tvorený elementárnou časticou, ktorou je leptón.
Hmotnosť elektrónu je takmer 2 000-krát menšia ako hmotnosť protónu a neutrónu. Predpokladajme, že protón alebo neutrón mali veľkosť bowlingovej gule s hmotnosťou 10 libier, potom by elektrón mal veľkosť malého mramoru.
Preto je hmotnosť elektrónov v atóme pri výpočte atómovej hmotnosti zanedbateľná.
Ako vypočítať elektróny atómu?
Počet elektrónov v neutrálnom atóme sa rovná počtu protónov v tomto atóme. Napríklad zlato Au má 79 protónov, preto bude mať 79 elektrónov.
Tiež by vás mohlo zaujímať:
- Katióny a anióny
- Atómy a molekuly.
Referencie
Myers, R.L. (2005) Základy fyziky. Greenwood.
Peake, B.M. (1989) Objav elektrónu, protónu a neutrónu. J. Chemical Education 66: 738. DOI: 10.1021 / ed066p738
