Poenostavljen model atoma.
Čeravno ima beseda átomos v grščini izvorni pomen
»ne-deljiv«, atom snovi vseeno ni takšen. V mislih imamo
protone in nevtrone, ki tvorijo jedro, ter elektrone,
ki se gibajo okoli njega. Vemo, da so atomi prvin različni in veliki
do nekaj angstremov(Å = 10-10
m). Radij atoma vodika je 0,3 Å, bakra 1,28 Å, svinca 1,75 Å in
radona (enega večjih) 2,5 Å.
Masi protona in nevtrona sta skoraj enaki 1,67×10-27
kg, masa elektrona pa je od te okoli 1840-krat manjša; jedro drži
skupaj jedrska sila, bežeče elektrone pa k jedru vleče električna
sila.
Z besedo bežijo, hočemo povedati, da poti elektronov niso utirjene,
ampak spreminjajoče. V zgodnji polovici prejšnjega stoletja je
dozorelo spoznanje, da se ne da poljubno dobro hkrati določiti leg
in gibalnih količin delcev in da se more govoriti zgolj o
verjetnosti, kje se ti delci nahajajo.
Kljub temu imajo elektroni določena stanja, ki jih opisujejo štiri
kvantna števila.
Omenimo zgolj glavno kvantno število, ki atomu določa število
lupin, označujejo jih črke K, L, M, ..., te pa imajo še svoje
podlupine. Poenostavljeno si lupine predstavjamo kot »krožnice«
okoli jedra. Polmer orbitale elektrona v atomu vodika je 0,53 Å in
pomeni le najbolj verjetno oddaljenost elektrona od jedra, sicer pa
se utegne nahajati tudi manj ali bolj stran od jedra. Podobno je z
radiji ostalih lupin; druga lupina ima radij 1,3 Å. Lupine podajamo
tudi z nivoji potencialnih energij elektronov; osnovni lupini
pripada najnižji energijski nivo, vsi ostali pa so višji, vse tja do
vrednosti nič. Najnižji energijski nivo se imenuje osnovno stanje;
tam je električna sila, ki vleče elektron k jedru, največja.
Elektrone na ostalih lupinah, še posebno na zadnji, privlači jedro
šibkeje, zato z nje »radi uidejo«, zamenjajo atom ter se pridružijo
drugemu; takim rečemo, da so prosti. Z vidika prostosti so
ostali delci v atomu vezani. Posebnost razmestitve elektronov
v atomu so »rezervacije«. Vsaka lupina ne more sprejeti
poljubno veliko elektronov, ampak je to odmerjeno. Prva lupina more
imeti največ 2 elektrona, druga 8, tretja 18, enako četrta, peta že
32, itn. Določena izjema so feromagnetne snovi (npr. železo, kobalt,
nikelj), ki so za elektrotehniko izredno pomembne. Popolnjevanje
lupin z elektroni pri njih ne sledi redu; elektron, ki ima najvišjo
energijo, je na najvišji lupini, pa čeprav je na nižji še prosto
mesto. Čeravno so lege elektronov okoli jedra naključne, bomo gruči
elektronov okrog jedra rekli kar elektronski oblak oziroma
omot; predstavljali si ga bomo kot koncentričen kolobar okoli
jedra.
|