Cokoliv, co zabírá prostor a má hmotnost je hmota.
Veškerá hmota sestává z pozitivně a negativně nabitých částic, které jsou v neustálém pohybu, na krátké vzdálenosti se přitahují, odpuzují se, pokud jsou stlačeny příliš blízko k sobě.
Zákon zachování hmoty
Lavoisiérův zákon
hmota se netvoří ani nemůže být zničena
Při chemický reakcích zůstává hmotnost všech zúčastněných sloučenin konstantní.
Hmotnost v uzavřené soustavě je konstantní. Energie je nezničitelná, může přecházet v jiné formy.
Daltonova atomová teorie
• Každý prvek se skládá z malých nedělitelných a nezničitelných částic (ne pro jaderné přeměny)
• Atomy stejného prvku mají identické vlastnosti a hmotnost (ne pro nuklidy), atomy různých prvků se podstatně liší ve vlastnostech a hmotnosti (ne pro izobary)
• Sloučeniny jsou tvořeny spojením atomů různých prvků, pro danou sloučeninu vždy stejné typy atomů ve stejném poměru.
• Chemická reakce je reorganizace vzájemného uspořádání atomů
Zákon stálých objemů
1809 – Guy Lussac zákon
Plyny se slučují v jednoduchých objemových poměrech 2 objemy vodíku + 1 objem kyslíku = 2 objemy vodní páry
Látkové množství
Avogadrova konstanta
počet atomů uhlíku v 0,012 kg (12 g) nuklidu 12C
NA = 6,022 *1023 mol−1
Látkové množství
n = podíl počtu částic (atomů, molekul, elektronů,..) a NA
n = N / NA
n = m / Mr
Atomová a molární hmotnost
Atomová Am a molární hmotnost Mr
Hmotnost 1 molu látky [kg mol−1]
Am (12C) = 12 u NA = 12 . 1,6606 *10−27 kg .
6,022 *1023 mol−1 = 0,012 kg mol−1 = 12 g mol−1
Avogadrova hypotéza
• Objem jednoho molu plynu je 22,4 l při 0o C a tlaku 101325 Pa, Vm = 22,4 l
• Z Daltonovy teorie a Guy Lussacova zákona vyvodil:
-Při stejné teplotě a tlaku obsahují stejné objemy různých plynů stejný počet částic.
-Plyny jsou dvouatomové molekuly H2, N2, O2
Atom
• Nejmenší množství prvku. Atomy různých prvků se navzájem liší svou hmotností.
• Atom se skládá z kladně nabitého jádra a obalu složeného ze záporných částic.
• Jádro: protony + neutrony = nukleony
• Obal: elektrony
Atom se skládá z atomového jádra a z elektronového obalu. V jádře je obsažena téměř veškerá hmotnost atomu. Jádro obsahuje dva druhy základních částic – protony s kladným elektrickým nábojem a neutrony s nábojem neutrálním. Elektronový obal atomu se dělí na vrstvy (slupky) které se dále dělí na orbitaly. Orbital je vlastně něco jako oběžná dráha elektronů – záporně nabitých částic atomu.
U atomů rozlišujeme nukleonové, protonové a neutronové číslo. Nukleonové (zn. A) číslo nám udává počet nukleonů (protonů a neutronů) v jádře a tím i hmotnost atomu. Najdeme jej nejčastěji jako přední horní index u značky atomu – 12C.
Protonové číslo (zn. Z) udává počet protonů v jádře a tím určuje umístění prvku v periodické soustavě prvků.
Prvek, nuklid, izotop, izobar
V jádře je soustředěna celková hmotnost
Elektrony rychle obíhají okolo jádra, odstředivé síly kompenzují přitažlivou coulombovskou sílu mezi jádrem a elektrony
Prvek - soubor atomů se stejným Z
Nuklid - soubor atomů se stejným A a Z
Izotopy - soubor nuklidů daného prvku
Izobar - nuklidy se stejným A a různým Z
Izotopy
• Izotopy jsou souborem nuklidů pro daný prvek
• Existuje asi 2600 nuklidů
• 340 nuklidů se vyskytuje v přírodě
• Monoizotopické prvky (Be, F, Na….)
• Polyizotopické (H, Sn, B….)
Vazebná energie jádra
Energie, která se uvolní při vzniku jádra z volných nukleonů. Hmotnost jádra je vždy menší než součet hmotností nukleonů
Mj je menší jak Z mp + (A−Z) mn
Hmotnostní úbytek Δm menší jak 0
Vazebná energie jádra
Ev = − Δm c2
Ev = − 931.5 Δm [MeV]
Vazebná energie jádra achemické vazby
• Chemické reakce se odehrávají ve vnější elektronové slupce, atomové jádro zůstává neovlivněno.
• Energetické změny při chemických reakcích jednotky eV
• hmotnostní úbytek neměřitelný, platí zákon zachování hmotnosti.
• Jaderné reakce mění složení jader, elektronový obal nehraje žádnou roli. Energetické změny řádu MeV. Významné hmotnostní úbytky, platí zákon zachování energie a ekvivalence hmoty a energie
E = m c2
Žádné komentáře:
Okomentovat