Atom je základním stavebním kamenem celého hmotného světa. Skládá se z malé, ale důležité složky zvané elektron. Elektrony, které se nacházejí kolem jádra atomu, mají negativní náboj a hrají klíčovou roli v chemických reakcích a vazbách.
Počet elektronů v atomu závisí na jeho atomovém čísle, tedy na počtu protonů v jádře. Podle známé Mendelejevovy tabulky mají atomy různých prvků různý počet protonů, a tedy různý počet elektronů. Například vodík má jeden proton a jeden elektron, zatímco kyslík má osm protonů a osm elektronů.
Existuje však ještě jedna důležitá vlastnost atomu-jeho náboj. Náboj atomu může být kladný nebo záporný v závislosti na tom, kolik elektronů buď chybí (pokud je náboj kladný), nebo překračuje počet protonů (pokud je náboj záporný). Změna počtu elektronů v atomu tedy může být výsledkem ionizace nebo provádění chemických reakcí s jinými atomy.
Důležité faktory počtu elektronů v atomu
Počet elektronů v atomu závisí na několika důležitých faktorech, včetně náboje jádra atomu, umístění prvku v periodickém systému a energie elektronických obalů.
Náboj jádra atomu vyjádřený počtem protonů určuje kvantitativní poměr elektronů a protonů v atomu. Protože elektrony mají záporný náboj, aby byl atom elektricky neutrální, počet elektronů by se měl rovnat počtu protonů v jádře.
Umístění prvku v periodickém systému také ovlivňuje počet elektronů v atomu. Periodický systém zobrazuje prvky ve vzestupném pořadí atomového čísla, které odpovídá počtu protonů v jádře. Každé nové období přidává nový elektronický obal, což vede ke zvýšení celkového počtu elektronů v atomu.
Energie elektronických obalů také ovlivňuje počet elektronů v atomu. Skořápky blíže k jádru mají nižší energii a menší kapacitu elektrony, zatímco skořápky dále od jádra mají vyšší energii a větší kapacitu. Ne všechny obaly jsou však zcela naplněny. Některé obaly jsou vyplněny pouze částečně, což dává atomu několik volných elektronů.
| Činitel | Vliv na počet elektronů |
|---|---|
| Náboj jádra atomu | Určuje počet elektronů v atomu |
| Umístění prvku v periodickém systému | Přidává nové elektronické obaly a elektrony |
| Energie elektronických obalů | Určuje kapacitu a počet elektronů |
Atomové číslo a počet protonů
Atomové číslo je číslo, které označuje polohu prvku v periodické soustavě Mendělejeva. Určuje také počet protonů v atomu prvku.
Každý prvek v periodickém systému je označen svým symbolem, jako je H pro vodík nebo O pro kyslík. Spolu se symbolem prvku je uvedeno jeho atomové číslo, které je označeno celým číslem nad elementárním symbolem. Například atomové číslo vodíku je 1, atomové číslo kyslíku je 8.
Atomové číslo určuje strukturu atomu prvku. Počet protonů v atomu se rovná atomovému číslu prvku. Protony jsou hlavními prvky, které tvoří jádro atomu a mají kladný elektrický náboj. Každý prvek má tedy jedinečný počet protonů definovaný jeho atomovým číslem.
Přítomnost určitého počtu protonů v atomu je klíčovým faktorem pro jeho vlastnosti a reakční aktivitu. Právě díky rozdílu v počtu protonů mají prvky různé chemické vlastnosti a jsou umístěny na různých místech v periodickém systému.
Počet elektronických obalů
Počet elektronových obalů v atomu je většinou dán jeho pořadovým číslem v periodickém systému prvků. Každý elektronický obal může obsahovat určitý počet elektronů a tyto obaly jsou vyplněny v pořadí, počínaje jádrem nejblíže.
Skořápky atomu jsou číslovány čísly od 1 do 7, přičemž skořápka s číslem 1 je nejblíže jádru a skořápka s číslem 7 je nejdále od jádra. Obal s číslem 1 nemusí obsahovat více než 2 elektrony, obal s číslem 2 - ne více než 8 elektronů, obal s číslem 3 - ne více než 18 elektronů, atd.
Počet elektronů v každém obalu atomu může být odlišný a je určen elektronovou konfigurací prvku. Některé prvky mají konfiguraci, ve které jsou všechny skořepiny zcela vyplněny, takže jejich elektronová konfigurace je stabilní. Jiné prvky mají konfiguraci, ve které nejsou všechny skořápky zcela naplněny, takže jejich elektronová konfigurace je nestabilní a reaktivnější.
Počet elektronů v atomu tedy závisí na jeho elektronové konfiguraci, která je následně dána počtem elektronických obalů a jejich plností.
| Číslo shellu | Maximální počet elektronů |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 8 |
| 3 | 18 |
| 4 | 32 |
| 5 | 50 |
| 6 | 72 |
| 7 | 98 |
Podpěry a vzorec pro vyplnění skořápek
Skořápky té či oné úrovně jsou vyplněny v následujícím pořadí:
1 elektronický obal: může obsahovat maximálně 2 elektrony.
Příklad: v atomu helia vyplňují 2 elektrony první obal.
2 elektronický obal: může obsahovat maximálně 8 elektronů.
Příklad: v atomu kyslíku vyplní 8 elektronů první a druhý obal.
3 elektronický obal: může obsahovat maximálně 18 elektronů.
Příklad: v atomu chloru vyplní 17 elektronů první, druhý a třetí obal.
4 elektronický obal: může obsahovat až 32 elektronů.
Příklad: v atomu vápníku vyplní 20 elektronů první čtyři obaly.
5 elektronický obal: může obsahovat až 50 elektronů.
Příklad: v atomu jódu vyplní 53 elektronů prvních pět obalů.
Chcete-li tedy určit celkový počet elektronů v atomu, musíte znát pořadové číslo prvku v periodickém systému nebo počet protonů a neutronů v jádře atomu.