Slovní zásoba 1 – Chemie – Stavba atomů, radioaktivita
atom (M) – атом
teorie (F) – теория
jádro (N) – ядро
číslo (N) – число
protonové – протонный
neutronové – нейтронный
nukleonové – нуклонный
nukleon (M) – нуклон
nuklid (M) – нуклид
izotop (M) – изотоп
elektronový obal (M) – электронная оболочка
elektron (M) – электрон
model (M) – модель
planetární – планетарный
kvantově mechanický – квантово-механический
stacionární dráha (F) – стационарная орбита
kvantum (N) – квант
princip neurčitosti (M) – принцип неопределённости
stavba (F) – структура
elektronová hustota (F) – электронная плотность
orbital (M) – орбита
hlavní kvantové číslo (N) – главное квантовое число
vedlejší – вторичный
magnetické – магнетическое
spinové – спиновый
degenerovaný orbital (M) – дегенерированная орбита
konfigurace (F) – конфигурация
Hundovo pravidlo (N) – Правило Хунда
Pauliho princip (M) – принцип Паули
výstavbový – строительственный
valenční vrstva (F) – валентный слой
valenční elektron (M) – валентный электрон
základní stav (M) – основное состояние
excitovaný – возбуждённый
excitace (F) – возбуждение
ionizace (F) – ионизация
kation (M) – катион
anion (M) – анион
elektronová afinita (F) – электронное сродство
radioaktivita (F) – радиоактивность
poločas rozpadu (M) – период полураспада
přirozená radioaktivita (F) – естественная радиоактивность
umělý radionuklid (M) – штучный радионуклид
záření (N) – излучение
rozpad (M) – распад
jaderná reakce (F) – ядерная реакция
reaktor (M) – реактор
1) Stavba atomu, radioaktivita
Atomy jsou základní stavební částice, z nichž jsou vybudovány látky. Toto pojmenování vzniklo ve starověkém Řecku v 5. stol. př. n. l. na základě představy (Démokritos), že jde o částice již nedělitelné (atomos=nedělitelný). Na počátku 20. století E. Rutherford při výzkumu -záření objevil a dokázal, že se atomy skládají z kladně nabitého jádra obklopeného záporně nabitými elektrony. Elektrony tvoří elektronový obal atomu, jehož náboj je kompenzován kladným nábojem jádra; atom jako celek je elektroneutrální.
- poloměr atomu, který je možno stanovit např. jako polovinu vzdálenosti sousedních atomových jader v molekulách nebo krystalech, je řádově 10-10m (100pm)
-
poloměr atomového jádra
10-15
až 10-14m
Atomové jádro
Atomová jádra všech prvků jsou složena ze dvou druhů mikročástic - z protonů a neutronů.
- protony (p+): částice s kladným nábojem, jejichž počet v jádře udává protonové (atomové) číslo, Z (toto číslo je rovno počtu elektronů v atomu a udává též pořadí prvku v periodickém systému)
- neutrony (n0): částice bez náboje, jejichž počet v jádře udává neutronové číslo N
Společně se protony a neutrony nazývají nukleony.
- počet nukleonů v jádře se nazývá nukleonové (hmotnostní) číslo, A (platí A=N+Z)
např.
atom kyslíku 
má 8 protonů, 8 neutronů, 8 elektronů
Elementární částice
Mikročástice |
Klidová hmotnost (kg) |
Náboj (C) |
|
Název |
Symbol |
||
elektron proton neutron |
e p n |
9,109 x 10-31 1,673 x 10-27 1,675 x 10-27 |
- 1,602 x 10-19 + 1,602 x 10-19 0 |
- další elementární částice: pozitrony, fotony, neutrina …
PZN.: - elektrony patří mezi leptony (elementární částice s nízkou klidovou hmotností)
- protony a neutrony patří mezi baryony (elementární částice s vysokou klidovou hmotností)
Nuklidy, izotopy, izobary
Nejdůležitější charakteristikou chemického prvku je protonové číslo. Počet neutronů v jádrech atomů téhož prvku však nemusí být vždy stejný.
Látky, jejichž atomová jádra mají stejný počet protonů (stejné Z) a stejný počet neutronů (stejné N), se nazývají NUKLIDY.
Látky,
jejichž atomová jádra mají stejné
Z, ale
různé
A
(odlišují se pouze počtem neutronů v jádře) se označují
jako IZOTOPY.
Např. 
- izotopy vodíku.
- izotopy téhož prvku mají totožné chemické vlastnosti; liší se svými fyzikálními vlastnostmi, např. hmotností atomů (těžší izotopy reagují poněkud pomaleji, což se projevuje nejvýrazněji u izotopů vodíku)
Izotop
je pojem užší než nuklid a měl by se používat pouze tehdy,
jde-li o nuklidy téhož prvku. Např.
a 
jsou izotopy; 
jsou nuklidy.
IZOBARY jsou látky, jejichž atomová jádra mají stejné A, ale různé Z, jsou to atomy různých prvků.
Radioaktivita
Radioaktivita je schopnost nestabilního atomového jádra přeměnit se na jiné stabilnější atomové jádro za současného uvolnění neviditelného radioaktivního záření.
- objev radioaktivity (1896) Henri Becquerel u solí uranu; k objasnění podstaty přispěli Pierre Curie a Marie Curie-Sklodowská (objev Po a Ra)
Přirozená radioaktivita
- je důsledkem samovolného rozpadu těžkých nestabilních prvků vyskytujících se v přírodě za vzniku jiných lehčích prvků, radioaktivního záření a energie
- v přírodě existuje přibližně 50 radionuklidů (radioaktivních nuklidů), byly u nich zjištěny 3 typy záření:
1.)
záření 
:
proud rychle letících (až 10% rychlosti světla) jader helia
(
);
kladné částice, hmotné; malá pronikavost (zadrží ho list
papíru), silné ionizační účinky; vychyluje
se v el. a mag. poli
2.)
záření
:
proud rychle letících (až 99% rychlosti světla) elektronů (
)
- 100x pronikavější než (zadrží ho Al nebo kovová folie), ale menší ionizační účinky; vychyluje se v el. a mag. poli
-
tyto elektrony se uvolňují v jádře při přeměně neutronu
na proton: 
• záření
(vzniká při umělé radioaktivitě!):
proud pozitronů, 
3.)
záření 
:
elektromagnetické vlnění (proud fotonů – podobně jako světlo,
rychlost
světla)
- ve srovnání se světlem však má mnohonásobně vyšší energii a mnohem menší vlnovou délku
- nejpronikavější (zadrží ho vrstva Pb), bez klidové hmotnosti, bez náboje, v mag. a el. poli se nevychyluje
- obvykle doprovází záření , někdy také
Záření v mag. (el.) poli:
Umělá radioaktivita
- vedle přírodních radionuklidů existují radionuklidy umělé – připravené člověkem jadernými reakcemi, např. ozařováním stálých nuklidů částicemi nebo neutrony (jádro jakéhokoliv stabilního prvku je ozářeno vhodným zářením, získá E, „září“ tak dlouho, až se E vyčerpá (uvolní))
- 1. umělý nuklid připraven 1934 (Irena Curie a Frederic Joliot) ozařováním hliníku:
; 
- vzniklý fosfor radioaktivní, při jeho přeměně se uvolňují pozitrony
-
př. 
- tímto způsobem byly získány transurany
Radioizotopy
- praktické využití např. v radiační chemii, sterilizaci, defektoskopii, léčbě a diagnostice v lékařství, k určování stáří a složení hornin a jiných materiálů, k měření a kontrole
Rozpadové řady
- při přirozené radioaktivitě zpravidla nevzniká stabilní jádro, jádro se dál rozpadá tak dlouho, až vznikne jádro stabilní
- 3 přírodní rozpadové řady:
• uranová
řada: začíná 
-------
končí 
• thoriová
řada: 
------
• aktinouranová:
------
- umělá rozpadová řada (neptuniová)
• 
------
Poločas rozpadu je doba, za kterou se rozpadne polovina jader radioaktivního prvku.
- znalost poločasu rozpadu vybraných izotopů uhlíku a vodíku (základ organických látek) se využívá k určování stáří hornin a paleontologických nebo archeologických nálezů
- pohybuje se od 10-11 s do 1010 let
Zákony posunu
1.)
rozpad
:
+ 
- když prvek vyšle částici alfa, jeho protonové číslo se zmenší o 2, nukleonové číslo se zmenší o 4, prvek se posune o 2 místa v tabulce (zpátky doleva)
- u prvků, kde n>>p (typický pro rozpad jader těžkých prvků)
-
př. 
2.)
přeměna 
-
když prvek vyšle částici 
,
jeho Z
se zvětší o 1,
A
se nemění;
prvek se posune v tabulce o 1 místo doprava; u prvků, kde n>p
+ 
- je charakteristická pro atomová jádra s nadbytkem neutronů
3.)
přeměna 
:
-
když prvek vyšle částici 
,
jeho Z se zmenší o 1, A se nemění; prvek se posune
v tabulce o 1 místo doleva; u prvků, kde n<p
+ 
- typická pro některé uměle připravené nuklidy, které nejsou stabilní (mají relativní nadbytek protonů)
4.)
+ 
…excitovaný
- prvek zůstává, uvolňuje se E (energie se vyrovnává)
Jaderné reakce
- týká se jádra; přeměny jader, které nastanou při srážkách jader s jinou částicí popř. s jinými jádry
- dochází při ní jak ke změně struktury zúčastněných jader, tak ke změně jejich pohybového stavu
- rozlišujeme (podle průběhu):