Családi Kör, Ismeretterjesztő Füzetek, 1993 (2-5. szám)

1993-12-02 / 2. szám

Ismeretterjesztő Füzetek (2.) Kémia I. A szilárd halmazállapotú anyagokat alkotó molekulák, ato­mok, ionok között működő vonzóerők lényegesen nagyobbak, mint a folyadékokban. Emiatt a szilárd anyagok állandó alakkal és térfogattal rendelkeznek. 2.2. Az atom szerkezete Az atom pozitív töltésű központi atommagból és ekörül elhelyezkedő elektronburokból áll. Az atommag megközelítő­leg gömb alakú, átmérője 10'14 m, míg az atom átmérője kb. 10’lffm. Az elektronok nagy sebességgel keringenek az atommag kö­rül, relatív nagy térfogatot foglalva el. Az atommagok két alkotó részből: protonból és neutronból állnak, közös néven nukleonoknak nevezzük őket. A protonok töltése a pozitív elemi elektromos töltés, 1,602 10­19 coulomb, ami ellentétes előjellel ugyanakkora, mint az elektron töltése. A neutronok semlegesek. Az atommagban levő pozitív töltésű protonok száma megegyezik a negatív töltésű elektronok szá­mával, ezért az atomnak nincsen elektromos töltése, az atom semleges. Minden atomot rendszám (Z) és tömegszám (A) határoz meg, melyeket az elem vegyjele mellé írunk. ax pl. 8бО uNa A magban levő protonok száma egyenlő a rendszámmal: Z = N (p+) = N (e_) A magban levő protonok száma megszabja az elem kémiai minőségét, és ennek megfelelően kijelöli az elem helyét a periódusos rendszerben. Az atommagban levő neutronok szá­mát N (n») -val jelöljük. A protonok és a neutronok számának összegét az atom tömegszámának nevezzük. Jele A A = N (p+) + N (/ie) A neutronok száma egyenlő a tömegszám és a rendszám különbségével: N („•) = A - Z A - 27 N („•) = A - Z = 27 -13 = 14 1.1. Táblázat. Az elemi részecskék jele, tömege és töltése ATE = atomtömeg-egység­e 1,66 10­27 kg 2.2.1. Izotópok Az olyan atomokat, amelyek mindegyikének mind a rend­száma, mind a tömegszáma azonos, NTJK 1.1DÓKNAK nevez­zük. A nuklidoknak mind a kémiai, mind a fizikai tulajdonságai megegyeznek. Az olyan atomokat, amelyeknek a rendszáma azonos (ezért egy helyen találhatók a periódusos rendszerben), tömegszámuk azonban különböző, egy elem izotópjainak ne­vezzük. Az izotópok kémiai tulajdonságai azonosak, fizikai tulajdonságaik azonban kismértékben különbözőek. A termé­szetben az elemeknek rendszerint többféle izotópja is előfordul. Például a szénatomok nagy részében az atommag 6 proton mellett 6 neutront tartalmaz, másokban az atommagnak 7 vagy 8 neutronja van. Ezeknek a szénatomoknak a rendszáma 6, de tömegszáma 12,13, illetve 14. A szénnek tehát háromféle izotópja van: a 12-es, a 13-as és a 14-es tömegszámú izotóp. Az izotópok jelölésében a vegyjel mellett mindig feltüntetjük a tömegszámot és a rendszámot. A háromféle szén atomtömegének súlyozott tömegátlaga 12 0,98892 + 13 0,01108 + 14 1 10‘10 = 12,0111. 2.2.2. Relatív atomtömeg Az atomok tömege rendkívül kicsi. A kémiai gyakorlatban általában nincs szükség az atomok tömegének tényleges (abszo­lút) értékére, hanem csak azt kell tudni, hogy az egyik atom tömege hányszor nagyobb vagy kisebb egy másik atom tömegé­nél. Ebből a meggondolásból használjuk az úgynevezett relatív atomtömeg elnevezésű mennyiséget, amely azt adja meg, hogy egy atom tömege hányszorosa a 12-es szénatom tömege 1/12 részének. A relatív atomtömeg jele: A* Egyféle nuklidból álló anyag esetén a relatív atomtömeg értéke - kerekítve - megegye­zik a tömegszám értékével: A­z Ar. Ha az elem különböző izotópokból áll, akkor a relatív atom­tömege egyenlő az izotópok relatív atomtömegének súlyozott tömegátlagával. A szén esetében pl.: 12,0000 0,98892 + 13,00335 0,01108 + 12,011 Ai(c) = 12,011. Például: 13 AI 7= N(p+) = N (e_) = 13 Például: 12 a 6 C a 12-es tömegszámú izotópot, a 63 C a 13-as tömegszámú izotópot, a 64C a 14-es tömegszámú izotópot jelöli. A természetes szénben az izotópok aránya: 12C 98,892 % 63C 1,108 % 14C 0,0000000001 %. 1993. XII. 2. • Családi Kör 48. szám 3

Next