SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

UČITELJSKI FAKULTET

Ak. god. 2013./2014.

SEMINARSKI RAD

iz kolegija

PRIRODOSLOVLJE

Naslov seminarskog rada:

„ATOMI“

Studentica: Profesorica:

Josipa Genzić prof. dr. sc. Nada Vijtiuk

Modul:

Informatika (S6)

1

Sadržaj1 POVIJESNI RAZVOJ ATOMA.............................................................................................................3

1.1 Demokrit.................................................................................................................................3

1.2 John Dalton.............................................................................................................................4

1.3 Joseph John Thomson.............................................................................................................4

1.4 Ernest Rutherford...................................................................................................................6

1.5 Niels Bohr...............................................................................................................................7

1.6 Louis de Broglie......................................................................................................................9

1.7 Erwin Schrödinger..................................................................................................................9

2 IZGLED I VELIČINA ATOMA...........................................................................................................10

3 STRUKTURA ATOMA.....................................................................................................................11

4 IONI..............................................................................................................................................12

5 IZOTOPI.........................................................................................................................................12

6 ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA OMOTAČA..................................................................................13

7 KARAKTERISTIKE ATOMA..............................................................................................................14

7.1 Atomski broj.........................................................................................................................14

7.2 Relativna atomska masa.......................................................................................................15

7.3 Relativna molekularna masa.................................................................................................15

7.4 Maseni broj...........................................................................................................................15

8 ELEKTRONEGATIVNOST................................................................................................................16

9 RADIOAKTIVNOST.........................................................................................................................17

LITERATURA..........................................................................................................................................18

2

1 POVIJESNI RAZVOJ ATOMA

1.1 Demokrit

Otac je pojma atoma, kako se općenito vjeruje, starogrčki filozof Demokrit (oko 460-

370.g.pr.Kr.), iako povijest spominje i njegova učitelja Leukipa, a s manje pouzdanosti i

starog hindu filozofa Kanada. Demokrit je rođen u Abderi, bio je Leukipov sljedbenik i

studirao je kod babilonskih učenjaka i perzijskih mudraca.

Legenda kaže da je Demokrit jednog dana sjedio na kamenu pokraj mora i zaključio:

„Prerežem li ovu jabuku napola, imat ću dvije polovice; prerežem li zatim polovice popola

imat ću četiri četvrtine. Nastavim li dijeliti preostale dijelove na isti način hoću li dobiti 1/8,

1/16, 1/32 itd. jabuke ili ću jednog časa u tom procesu doseći točku kada podijeljeni dijelovi

više neće imati svojstva jabuke? “ Kasnije se pokazalo da Demokritova sumnja sadrži zrnce

istine. Filozof je izveo zaključak da postoji granica djeljivosti. Konačan, nedjeljiv djelić

nazvao je atomom, prema grčkoj riječi ἄτομος što znači nedjeljiv.

Svoja je razmatranja objavio u knjizi Mali sustav svijeta u kojoj navodi karakteristike i

svojstva atoma. Atomi su male, tvrde, neuništive i nepromjenjive čestice napravljene od istog

materijala ali su različitih veličina, oblika i težina. Ima ih beskonačno mnogo, gibaju se

prazninom u svim smjerovima, mogu se spajati, sudaraju se i stvaraju vrtloge iz kojih nastaju

sve složenije supstancije: vatra, voda, zrak, zemlja. Demokritova teorija ostala je zaboravljena

više od dvije tisuće godina, a njegovi su radovi uništeni. Njegovoj teoriji suprotstavio se i

Aristotel koji je smatrao da se jabuka ne može dijeliti na sve manje i manje dijelove

beskonačno barem u načelu.

3

1.2 John Dalton

John Dalton (1766.-1844.) bio je engleski kemičar, meteorolog i fizičar. Godine 1803.

predložio je svoje principe atomske teorije (uveo je pojam atomske težine ili točnije, relativne

mase, uzevši kao standard atom vodika (H) jer je najlakši i pripisao mu je atomsku masu.

Atomi nekog elementa mogu pri kemijskoj reakciji ući u molekule kemijskog spoja ili iz njih

izaći, ali njihova ukupna masa u sustavu ostaje nepromijenjena. Dalton je pretpostavio da

je vodik najlakši element pa je uveo pojam relativne atomske mase (Ar) kao omjer mase

atoma elementa i mase atoma vodika.

5 glavnih točaka Daltonove atomske teorije:

1. Elementi s izgrađeni od vrlo malih čestica zvanih atomi.

2. Atomi istog elementa imaju istu masu, veličinu i druga svojstva, dok atomi

različitih elemenata imaju različitu masu, veličinu i ostala svojstva.

3. Atom se ne može stvoriti, podijeliti, uništiti.

4. U kemijskim reakcijama atomi su kombinirani, odvojeni ili preuređeni.

5. Kemijski spojevi nastaju spajanjem dviju ili više različitih atoma.

1.3 Joseph John Thomson

Nekoliko znanstvenika poput Williama Prouta i Normana Lockyera predlagali su da je

atom građen od više temeljnih jedinica. Joseph John Thomson bio je britanski fizičar koji se

bavio istraživanjima katodnih zraka, no najpoznatiji je po otkriću elektrona. U svojim

istraživanjima nije uspio izmjeriti masu elektrona, ali je uspio izmjeriti omjer električnog

naboja i mase elektrona. Pokazalo se da je elektron 1700 puta lakši od protona. U prvom

pokusu želio je nepobitno dokazati da su katodne zrake negativno nabijene. Malo je

modificirao pokus kojeg je dvije godine prije izveo Jean Perrin. Perrinovom pokusu se moglo

zamjeriti da nije doveo u izravnu vezu katodne zrake i negativan naboj. Putanja katodnih

4

zraka se u tom prostoru mogla pratiti zbog sjaja stakla na mjestu gdje su udarale. U

dotadašnjim pokusima mislilo se da električno polje ne djeluje na zrake i ne skreće njihovu

putanju. J. J. Thomson je pokazao da je uzrok tome ionizacija plina uzrokovana katodnim

zrakama, te pretpostavio da će, pri dovoljno niskom tlaku doći do otklona zrake. Pretpostavka

se pokazala točnom; pri vrlo niskom tlaku i sasvim mala razlika potencijala između ploča

uzrokovala je otklon zrake u smjeru koji je dokazivao negativnu nabijenost čestica. Nakon

niza eksperimenata koje je Thomson proveo došao je do slijedećih zaključaka:

1. Katodne zrake izgrađene su od sitnih, negativno nabijenih čestica, koje je nazvao

elektronima.

2. Elektron je morao doći iz unutrašnjosti atoma plina ili metalne elektrode.

3. Elektroni su sastavni dio svih atoma.

4. Elektroni su u odnosu na atom vrlo mali.

Kasnije je američki fizičar Robert Millikan izmjerio električni naboj elektrona koji iznosni

9.10x10-28grama.

Zbog otkrića elektrona znanstvenici su došli do još dva važna zaključka:

1. Pošto su elektroni negativno nabijeni, a atom je neutralan, to znači da negdje u atomu

mora biti pozitivan naboj.

2. Budući da su elektroni puno manji od atoma, onda moraju postojati veće čestice

unutar atoma.

Prvi pokušaj modela atoma iznio je 1903. Thomson i taj se prvi model atoma

naziva Thomsonov model atoma ili model pudinga sa šljivama. Prema Thomsonovom

viđenju o građi atoma, atom je električno nabijena kuglica, polumjera oko 10-10 metara, s

ravnomjerno raspoređenim električnim nabojem, u kojem se nalaze negativno nabijeni

elektroni, koji imaju neutralan učinak na prostorni pozitivni naboj te kuglice.

5

Pretpostavljalo se da u tom modelu atoma, elektroni titraju oko svojih ravnotežnih

položaja, a prema klasičnoj elektrodinamici, elektroni koji se kreću ubrzano,

zrače elektromagnetske valove.

Iako je većina fizičara prihvatila Thomsonov model atoma, početkom dvadesetog

stoljeća kružile su mnoge predodžbe o građi atoma. Još je bila živa i teorija Lorda Kelvina

o „atomskom vrtlogu“ prema kojoj atom nalikuje na skup dimnih prstenova koje pravi

pušač. Nijedan „planetarni atomist“, međutim nije mogao objasniti najvažnije svojstvo

atoma – stabilnost sustava što ga čine pozitivna jezgra i elektroni koji se kreću oko nje.

1.4 Ernest Rutherford

Ernest Rutherford bio je britanski fizičar i kemičar. Okupio je tim istraživača, među

kojima su Hans Geiger, Ernest Marsden, George Hevesy, Henry Moseley, a nekoliko je

godina dio tima bio i Niels Bohr, te su izveli pokus s alfa-česticama i zlatnim listićem koji

je bio jedan od najznačajnih pokusa u nuklearnoj fizici, jer je to bio prvi dokaz da

u atomu postoji atomska jezgra. Ključni se pokus za to otkriće dogodio 1909. kada su

znanstvenici vrlo tanki zlatni listić izložili djelovanju alfa-čestica. Thompsonov model

atoma je predviđao da će alfa-čestice proći kroz tanki metalni film i raspršiti se pod

određenim malim kutovima. No, na veliko je iznenađenje istraživačkoga tima

ustanovljeno raspršenje i pod velikim kutovima, a neke su se helijeve jezgre od metalne

folije odbile potpuno unatrag. Rutherford je to usporedio s vjerojatnošću da list papira

odbije topovsku kuglu. Rutheford izračunao da je polumjer atomske jezgre oko 10 000

puta manji od polumjera atoma, on je zaključio da atomi nisu loptice s

ravnomjernom gustoćom, već da imaju izuzetno veliku šupljikavu građu. Rezultat je

pokusa vodio prema novom modelu atoma. Rutherfordov model atoma ili planetarni

model atoma je model atoma prema kojem se atom svakog kemijskog elementa u

6

neutralnom stanju sastoji od električno pozitivne atomske jezgre, u kojoj je skoncentrirana

gotova sva masa atoma i određenog broja elektrona, koji se okreću oko atomske jezgre i

čine omotač atoma. Ukupni negativni električni naboj elektrona jednak je pozitivnom

električnom naboju atomske jezgre i zato je atom prema okolini neutralan.

1921. Rutherford je radio s Nielsom Bohrom i pretpostavio je postojanje neutrona,

kojeg je 1932. dokazao njegov kolega James Chadwick i 1935. dobio Nobelovu nagradu

za fiziku za to otkriće.

1.5 Niels Bohr

Bohr je predložio da elektroni koji kruže oko atoma mogu postojati samo na određenim

energetskim razinama (tj. udaljenostima) od jezgre, a ne na kontinuiranima razinama kao što

bi se očekivalo od Rutherfordovog modela. Koristeći se idejom o kvantizaciji (stroga

određenost), Bohr je nastojao riješiti dva glavna problema Rutherfordova modela: da u

fizikalnoj slici atom bude stabilan i da elektron ne zrači elektromagnetno zračenje dok se giba

po stabilnoj putanji oko jezgre. Dopunio je Rutherfordov model s dva postulata i uspio

objasniti strukturu elektronskog omotača i procese emisije i apsorpcije svjetlosti.

1. BOHROV POSTULAT : Elektron ne može kružiti po bilo kojim već samo po

određenim kvantiziranim stazama. To su tzv. dopuštene ili stacionarne staze. Gibajući se po

njima elektron se nalazi u stacionarnom stanju: ne gubi energiju zračeći elektromagnetske

valove. Dopuštene su samo one staze na kojima je orbitalni moment količine gibanja

cjelobrojni višekratnik reducirane Planckove konstante.

2.BOHROV POSTULAT : Atom zrači ili apsorbira zračenje samo kad njegov

elektron prelazi iz jedne staze u drugu, iz jednog stacionarnog stanja u drugo.

Prema Bohrovom modelu elektron se može nalaziti u osnovnom i pobuđenom stanju. U

7

osnovnom stanju elektron se nalazi na najmanjoj udaljenosti od jezgra. On ne može pasti

u jezgru ili joj se približiti, jer kada dođe u osnovno stanje ne postoji neko niže stacionarno

stanje u koje bi mogao preći. Stanja kod kojih je n>1 nazivaju se pobuđena stanja. Atom iz

osnovnog u pobuđeno stanje pređe apsorpcijom svjetlosti, a iz pobuđenih stanja u osnovno

emisijom energije putem emisije elektromagnetskog zračenja.

Bohrova teorija je uspjela objasniti stabilnost atoma, emisiju svjetlosti i spektralne serije

vodika, ali nije mogla objasniti građu i emisijske osobine složenijih, više elektronskih atoma.

Bohr je pretpostavio da se elektroni ne mogu kretati oko jezgra bilo kada, već da postoje

točno određene putanje po kojima elektroni obilaze oko jezgra, a pri tome ne gube energiju.

Na prvoj putanji najbližoj jezgri mogu se kretati najviše dva elektrona. Ali ako atom

 ima više od dva elektrona onda se ostali kreću na većoj udaljenosti od jezgre. Druga ljuska

može primiti osam elektrona, a ako je i ona ispunjena elektroni se kreću još udaljenijim

ljuskama. Pošto se elektron kreće oko jezgre brzinom koja je slična brzini svjetlosti, 

nemoguće je odrediti njegov položaj. Elektronska putanja, tj. atomska orbitala, predstavlja

prostor kojim elektron prolazi kada kruži oko jezgra.

Njemački fizičar Arnold Sommerfeld (1868. – 1951.) dalje je razvijao Bohrove

postulate :

1. Pretpostavio je da se elektroni gibaju po eliptičkim putanjama.

2. Uveo je glavni i orbitalni kvantni broj.

3. Uveo je relativističku promjenu mase elektrona s brzinom.

4. Dao teoriju fine strukture spektralnih crta.

5. Razvio je teoriju prostornog kvantiziranja.

6. Uveo je magnetski kvantni broj.

8

1.6 Louis de Broglie

Iako se činilo da Bohrov model atoma adekvatno objašnjava atomski spektar, ipak je

bilo nekoliko problema s kojima se kemičari i fizičari nisu slagali. Npr. zašto bi elektroni bili

ograničeni na samo određene energetske razine?, zašto u prvoj ljusci mogu biti samo dva

elektrona, a u drugoj ljusci samo osam?, što je toliko posebno u vezi dva i osam? Bilo je očito

da je Bohrovom modelu ipak nešto nedostajalo. Godine 1924. Francuski fizičar Louis de

Broglie predložio je da se elektroni mogu ponašati kao čestice ali i kao valovi, baš kao i

svjetlost. De Broglieva hipoteza uskoro je potvrđena u pokusima. De Brogliea je mučilo još

jedno pitanje: „Ako elektron putuje kao val, možemo li pronaći točan položaj elektrona unutar

vala?“

Njemački fizičar Werner Heisenberg smatrao je da nikad ne možemo znati točan

trenutak i položaj elektrona u atomu, te je smatrao da ne bismo trebali gledati elektrone kako

kruže po pravilnim orbitama oko jezgre.

1.7 Erwin Schrödinger

Schrödinger je 1926. izveo skup jednadžbi ili valnih funkcija vezanih uz elektrone.

Izjavio je da umjesto da su elektroni raspoređeni po ljuskama i energetskim razinama, da

elektroni budu raspoređeni po orbitalama koje su sustavno raspoređene unutar elektronskog

oblaka. Orbitale je definirao kao prostor koji okružuje jezgru, te kao gusti oblak elektrona.

Najgušći dio oblaka je područje gdje je najveća vjerojatnost pronalaženja elektrona, a

područje najmanje gustoće je područje gdje je najmanja vjerojatnost pronalaženja elektrona.

Taj model naziva se Kvantni model atoma. Također je opisao četiri osnovne vrste orbitala, a

to su s, p, d i f – orbitale.

9

Valna funkcija svakog elektrona može se opisati kao skup tri kvantna broja:

1. OSNOVNI BROJ (n) – opisuje razinu energije.

2. AZIMUTNI BROJ (l) – koliko brzo se elektron okreće u svojoj orbiti. To se odnosi na

oblik orbitale.

3. MAGNETSKI (m) – položaj u prostoru.

Kasnije se sugeriralo da dva elektrona ne mogu biti u istom stanju, pa je dodan i četvrti

kvantni broj. Taj broj se odnosi na smjer vrtnje elektrona dok se kreće u svojoj orbitali. Samo

dva elektrona mogu dijeliti jednu orbitalu, jedan koji se vrti u smjeru kazaljke na satu, a drugi

suprotno.

2 IZGLED I VELIČINA ATOMA

Na samom početku proučavanja atoma nedostajala je jedna činjenica. To je sam izgled

atoma. Nisu postojali uređaji koji bi sa točnošću i preciznošću omogućili viđenje atoma.

Međutim, kroz dugi niz godina znanost se razvijala, a sa njom i uređaji odnosno instrumenti

za različite svrhe. Tako danas postoje instrumenti pomoću kojih možemo vidjeti atom.  

Kako je omogućen izgled atoma, tako je omogućena i njegova veličina. Smatra se da

promjer atoma iznosi 10-8 centimetara ili 10 -10 metara. Pokušamo li zamisliti da možemo

redati atome  jedan do drugog došli bi do zaključka da bi na dužinu od 1 cm mogli poredati 

sto miliona atoma. Iz prethodnog možemo saznati da su atomi male čestice, te s pravom reći

da su to najsitnije čestice materije.

Atomima je teško definirati vanjsku granicu tako da se njihove dimenzije obično

opisuju u smislu atomskog radijusa. To je mjera za udaljenost i predstavlja koliko se

elektronski oblak može protegnuti, odnosno raširiti od jezgre. Prijašnji fizičari koji su

10

proučavali atom, zamišljali su atom kao kuglicu, no danas se atom u takvom stanju nalazi

samo kada se nalazi u vakuumu. Kada je atom izložen vanjskim podražajima, kao što je

električno polje, oblik atoma se razlikuje. Njegova deformacija ovisi o orbitalnoj vrsti vanjske

ljuske elektrona. Atomske dimenzije su tisuću puta manje od valne duljine svjetlosti (400-700

nm) tako da se ne može promatrati pomoću optičkog mikroskopa.

3 STRUKTURA ATOMA

Atom je građen od jezgre i elektronskog omotača. U jezgri se nalaze pozitivno

nabijeni protoni (p+) i neutralni neutroni (n0) koje zajedničkim nazivom zovemo nukleoni,

dok se u elektronskom omotaču nalaze negativno nabijeni elektroni (e-). Elektron je najlakša

subatomska čestica. Masa mu je 9,109x10-31 kilograma što je 1/1,840 mase protona stoga nisu

uključeni u izračunavanje atomske mase atoma. Elektron je otkriven 1897. A otkrio ih je

britanski fizičar J.J.Thomson. njegovo otkriće elektrona, koje u početku naziva zrnca, su

odigrala ključnu ulogu u daljnjoj strukturi atoma. Elektroni su vezani za pozitivno nabijenu

jezgru. Elektroni se kreću oko jezgre po svojim putanjama tako da postoje dva elektrona koji

se isto kreću oko jezgre. Neki se vrte u jednom, a neki u drugom smjeru. Neki su čvrsto

vezani i njihove ljuske su sasvim blizu jezgre, dok su ostali labavo vezani i kruže dalje od

jezgra. Kemijsku prirodu jednog atoma određuje broj elektrona u perifernoj ljusci. Atomi

svakog elementa imaju određen broj elektrona. Masa protona iznosi 1,67262x10-27 kilograma.

Kada je broj protona jednak broju elektrona tada kažemo da je atom neutralan. Neutron je

neutralna subatomska čestica, ima najveću masu od ostalih subatomskih čestica, a iznosi

1,67493x10-27 kilograma. Masa atoma se gotovo u cijelosti nalazi u jezgri pa se zato masa

elektrona zanemaruje. Masa jezgre čini 99,95% cijele mase atoma.

11

4 IONI

Ion je atom ili molekula u kojima ukupan broj elektrona nije jednak ukupnom broju

protona, te atomu daje pozitivan ili negativan električni naboj. Ovisno o tome da li je atom

primio ili otpustio proton ili elektron može biti anion ili kation. Ako neutralni atom izgubi

elektron ili dobije proton imat će pozitivan naboj i postat će kation. Ako atom dobije elektron

ili izgubi proton imat će negativan naboj te će postati anion.

5 IZOTOPI

Izotopi [grč. isos- isti, topos- mjesto; upućuje se na činjenicu da su smješteni na istom

mjestu u periodnom sustavu], su atomi istog kemijskog elementa koji imaju isti

broj protona (p+) i elektrona (e-), a različit broj neutrona (n0), zbog čega imaju ista kemijska

svojstva, ali različiti atomski ili nukleonski broj (A), što nije isto što i relativna atomska

masa (Ar). Mogu biti stabilni i nestabilni. Stabilnost, odnosno nestabilnost jezgre je

uvjetovana omjerom protona i neutrona. Ukoliko je omjer optimalan, jezgra je stabilna. Npr.

jezgra s 2 protona i 2 neutrona je stabilna jezgra. Pošto se protoni međusobno odbijaju dodaju

se neutroni za ravnotežu.

Nestabilni izotopi, odnosno radioaktivni izotopi  su atomi koji imamu omjer protona i

neutrona veći ili manji od omjera potrebnog za stabilnost. Nestabilni izotopi su teže

stabilnosti, a to se postiže radioaktivnim raspadom (radioaktivnost). Posljedice radioaktivnog

raspada je mijenjanje mase i/ili kemijskih svojstava radionuklida uz istodobno

emitiranje ionizirajućeg zračenja. Svi elementi iznad rednog broja 82 (olovo) su nestabilni jer

odbojnim silama protona više nisu dovoljni neutroni kao ravnoteža. Naime, prevelika je

koncentracija protona na jednom mjestu.

12

Jezgra radionuklida se spontano raspada prelazeći pri tome u neku drugu jezgru.

Prilikom raspada jezgra radionuklida emitira čestice i /ili elektromagnetske zrake kratke valne

duljine. Emitirane čestice i elektromagnetske zrake se jednim imenom zovu ionizirajuće

zračenje. To je pojava radioaktivnosti, a sam proces je transmutacija, tj. spontani prijelaz

jedne jezgre u drugu, što se naziva radioaktivni raspad. Nuklid je atom kemijskog elementa za

koji je točno poznat ne samo redni ili atomski broj Z, već i ukupan broj nukleona (protona i

neutrona) u atomskoj jezgri. U prirodi postoji samo 92 kemijska elementa i još 12 umjetno

proizvedenih, a poznato je oko 3100 različitih nuklida, od kojih je 350 prirodnih i 2750

umjetnih. Većina nuklida je nestabilna (radioaktivna), oko 2800. Pogodna kombinacija

protona i neutrona čini atomsku jezgru stabilnom, čim je drugačije jezgra se nastoji

izbacivanjem nukleona približiti stabilnoj konfiguraciji. Energijske razine u jezgri se

popunjavaju kako bi se dostigla konfiguracije minimalne energije tj. maksimalne stabilnosti.

Neki elementi kao što su Na (natrij), Be (berilij), F (fluor) i Al (aluminij) imaju samo jedan

stabilan izotop. Takve elemente nazivamo čisti elementi.

6 ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA OMOTAČA

Elektroni zbog svojeg negativnog naboja kruže oko jezgre atoma, ali radi povoljnijeg

energetskog rasporeda kruže u slojevima ili ljuskama. Za sada postoji 7 energetskih ljusaka u

koje se elektroni mogu rasporediti. Polazeći od jezgre označavamo ih slovima: K, L, M, N, O,

P, Q. Elektroni K ljuske su najbliži jezgri, te su stoga najsiromašniji su energijom. Elektroni L

ljuske su nešto bogatiji energijom, a kako se odmiču od jezgra energija se povećava. Ljuska K

ima samo 2 elektrona, a dalje idu po formuli 2n2 (gdje je n broj ljuske). Tako L ljuska ima 8

e-, M ljuska 18 e-, N ljuska 32 e-, O ljuska 50 e-, P ljuska 72 e- a (posljednja) energetska ljuska

Q može primiti čak 98 e-.

13

No nemaju svi elektroni jednaku energiju, pa čak ni oni u istoj ljusci. Ljuske su se

prema energetskoj povoljnosti podijelile na podljuske ili orbitale. Svaka energetska ljuska ima

određen broj orbitala, a postoje različite orbitale s različitim kapacitetom elektrona. Postojeće

orbitale su s orbitala (2 elektrona), p orbitala (6 elektrona), d orbitala (10 elektrona)

i f orbitala (14 elektrona). Ostale orbitale (g, h, i, su teoretske, ne koriste se kod

otkrivenih kemijskih elemenata pa zato s njima ne računamo).

Kod popunjavanja jedne ljuske po orbitalama (podljuskama) koristi se tzv. Hundovo

pravilo: Istovrsne orbitale uvijek se popunjavaju tako da se prvo popune elektronima istog

spina jer je takvo stanje energetski najpovoljnije. s – orbitala je sferno simetrična i prostorno

neusmjerena, dok su p orbitale prostorno orijentirane u prostoru.

Usvojeno je da se orbitale označavaju kućicama , a elektroni strelicama ↑↓. Jedna strelica u

kućici ↑ znači da orbitala sadrži jedan ne sparen elektron, a dvije strelice u kućici ↑↓ znače da

se u orbitali nalaze dva sparena elektrona. Unutar istovrsnih orbitala elektroni su smješteni

tako da je broj elektrona sa paralelnim spinom maksimalan.

7 KARAKTERISTIKE ATOMA

7.1 Atomski broj

Atomski broj, također poznat pod nazivom protonski broj, je broj protona u jezgri

atoma. Označava se brojem Z. atomski broj je također jednak broju elektrona u elektronskom

omotaču.

Npr. Atomi vodika imaju jedan proton u jezgru i jedan elektron u omotaču. Zato vodik

ima atomski broj 1.

14

7.2 Relativna atomska masa

Dugo se nije znala vrijednost mase atoma, pa je za jedinicu bila uzeta masa atoma

vodika (H) i prema njoj, uspoređivanjem, bile su izvedene relativne atomske mase drugih

elemenata. Uzimalo se da atomska masa predstavlja broj koji pokazuje koliko je puta atom

nekog elementa teži od vodika koji je lakši. Na osnovu mjerenja i izračunavanja danas je

poznato da su mase pojedinačnih atoma veoma male. Masa atoma vodika (H) iznosi

1,674x10-27 kilograma . Zbog nepraktičnosti rada sa stvarnim masama koristimo se relativnim

atomskim masama (Ar). Kao standard danas se uzima 1/12 masa izotopa ugljika (C) i

nazivamo je unificirana atomska jedinica mase (u).

7.3 Relativna molekularna masa

Relativna molekularna masa (Mr) neke tvari jest omjer prosječne mase formulske

jedinke i 1/12 mase atoma nuklida 12C, odnosno relativna molekularna masa jednaka je zbroju

relativnih atomskih masa koje čine formulsku jedinku. 

7.4 Maseni broj

Maseni broj (A), koji se još naziva atomski maseni broj ili nukleonski broj, je ukupan

broj protona i neutrona u atomskoj jezgri. Maseni broj je različit za pojedini izotop kemijskog

elementa. Maseni broj izračunava se po formuli A = N+Z, gdje je A maseni broj, Z atomski

broj ili broj protona i N broj protona. Najčešći izotop ugljika je ugljik – 12 , a piše se kao

126C. U ovom primjeru je atomski broj 6 (što znači da u jezgri ima 6 protona), a maseni broj

12 (što znači da je prisutno i 6 neutrona).

15

8 ELEKTRONEGATIVNOST

Elektronegativnost je sposobnost nekog elementa da oduzme elektrone atomu nekog

drugog elementa sa kojim se kemijski veže. Ova mjera dolazi do izražaja u kovalentnim

vezama u kojima uvijek postoji atom koji jače privlači elektrone (i ima veću

elektronegativnost zbog toga) od onog drugog (zbog toga što ima manju elektronegativnost).

Elektronegativnost raste sa lijeva na desno i odozdo prema gore u periodnom sustavu

elemenata. Elektronegativnost nije osobina samog atoma, to je više osobina atoma unutar

molekule. Slična osobina slobodnog atoma je njegov afinitet  prema elektronu. Za očekivati je

da je elektronegativnost svakog atoma različita u zavisnosti od njegovog kemijskog

okruženja, međutim uglavnom se pokazalo da se dobivaju slične vrijednosti bez obzira na

situaciju u kojoj se atom nalazi.

Linus Pauling (1901-1994) je odredio skalu elektronegativnosti koja se najčešće

upotrebljava. Najelektronegativnijem elementu fluoru dao je koeficijent elektronegativnosti

- 4, dok najmanji koeficijent je dobio element cezij - 0.7. Elektronegativnost ostalih elemenata

kreće se između 0.7 i 4.0. Još je bitno spomenuti da se na temelju razlika elektronegativnosti

elemenata, tj. atoma koji ulaze u sastav nekog spoja, može odrediti priroda veze među tim

atomima. Prema Linusu Paulingu, razlika elektronegativnosti manja od 1.9 ukazuje na veći

kovalentni karakter veze, dok razlika veća od 1.9 ukazuje na veći ionski karakter veze. Uz

njega neke od poznatijih skala su još i Mullikenova skala elektronegativnosti i Allred –

Rochowa metoda elektronegativnosti.

16

9 RADIOAKTIVNOST

Godinu dana nakon otkrića rendgenskih zraka, tj. 1896. francuski fizičar Becquerel

zapazio je da uranovi minerali i soli urana imaju sposobnost da emitiraju nevidljive zrake

prodorne moći. Te zrake mogle su kroz crni papir i razne zaklone od metala i tankog stakla

djelovati na fotografsku ploču. Ali, dvije godine poslije Becquerelovog otkrića Marie Curie u

Francuskoj i Schmidt u Njemačkoj otkrili su da i metal torij također zrači. Na prijedlog Marie

Curie ovo zračenje je nazvano radioaktivnost prema latinskim riječima radius (zrak), i

activitas (djelatnost). Elemente koji emitiraju Becquerelove zrake nazivamo radioaktivnim

elementima.

Tako su Marie i njen muž Pierre 1898. godine pristupili daljnjem analiziranju uranovih

ruda. Pri tom istraživanju zapazili su veoma važnu činjenicu, da je radioaktivnost uranove

rude veća od radioaktivnosti čistog urana. Pretpostavili su da se u rudi nalazi nepoznati

radioaktivni element, aktivniji od urana. I zaista, 1898. godine objavili su da su otkrili novi

kemijski element kojem su dali ime polonij (Po). A nekoliko godina kasnije otkrili su i radij

(Ra), također radioaktivni element. Ovi radioaktivni elementi nemaju nijedan stabilni element

tj., svi njihovi izotopi su radioaktivni.

17

LITERATURA

I. www.hr.wikipedia.org

II. Born, Max: Atomic Physics, Dover Publications, New York, 2000.

III. Paar, Vladimir: Fizika 4, Školska knjiga, Zagreb, 2006.

IV. Ponomarev, Leonid I.: Kvantna kocka, Školska knjiga, Zagreb, 1995.

V. Supek, Ivan: Povijest fizike, Školska knjiga, Zagreb, 2009.

VI. Supek, Ivan: Put u mikrokosmom (Razvoj moderne fizike), Tehnička knjiga,

Zagreb, 1962.

18