1. Atomi

Kertaus

Nykyisin tiedetään, että atomit voidaan jakaa pienempiin osiin. Atomit koostuvat ytimestä ja sitä ympäröivästä elektronipilvestä. Ytimessä sijaitsevat neutronit ja protonit. Erilaisia alkeishiukkasia atomissa on siis kolme: neutroni, protoni ja elektroni.

Elektronien varaus on negatiivinen (-1), protonien positiivinen (+1) ja neutroneilla nimensä mukaisesti ei ole varausta.

Atomin kokonaisvaraus on aina nolla. Atomilla ei siis ole varausta. Tämä johtuu siitä, että elektronien ja protonien määrä atomissa on aina sama ja näin erimerkkiset varaukset kumoavat toisensa.

Järjestysluku Z

Protonien lukumäärä atomin ytimessä määrää, minkä alkuaineen atomi on kyseessä. Tätä protonien lukumäärää ytimessä kutsutaan kyseisen alkuaineen järjestysluvuksi (Z). Näin alkuaineet saadaan järjestyslukunsa mukaiseen jonoon, jossa vety on paikalla 1, happi paikalla 8 ja esimerkiksi rauta paikalla 26.


Heliumatomissa on kaksi protonia. Heliumin järjestysluku on siis 2.

Massaluku A

Atomin massa on käytännössä sama kuin ytimen massa, koska protonien ja neutronien massa on 1840 kertaa suurempi kuin elektronien massa. Ytimen massan muodostavat siis neutronit ja protonit. Massaluku ilmoittaakin ytimessä olevien protonien ja neutronien yhteismäärän. Typen massaluku on 14 ja tämä tarkoittaa, että typellä on ytimessä 7 protonia (järjestysluku) ja 7 neutronia.


Kuvassa kyseessä on litium-atomi, jolla on ytimessä kolme protonia ja neljä neutronia. Ydintä kiertää kolme elektronia. Litiumin järjestysluku on siis 3 ja massaluku 7. Massaluku on ytimessä olevien protonien ja neutronien yhteismäärä.

Yleistys

Alkuaineen järjestysluku ja massaluvu voidaan merkitä kemiallisen merkin vasempaan ala- ja yläkulmaan:, missä
X = kyseisen alkuaineen kemiallinen tunnus,
Z =Järjestysluku = protonien lukumäärä
A = massaluku = protonien ja neutroneiden lukumäärä.
Jos laskemme erotuksen A - Z, niin saamme isotoopin neutronien lukumäärän selville

Isotooppi

Saman alkuaineen atomille on ominaista se, että niillä kaikilla on yhtä monta protonia ytimessään. Kuitenkin saman alkuaineen atomeilla voi ytimessä olevien neutronien lukumäärä vaihdella. Kyseessä on saman alkuaineen erimassaiset isotoopit.


Vedyllä on kolme eri isotooppia , ja . Tutkitaan, mitä eroa isotoopeilla on keskenään?

, Z = 1 eli protoneita yksi, A = 1 N = A - Z = 1 - 1 = 0 eli neutroneita ei ole yhtään.

, Z = 1 eli protoneita yksi, A = 2 N = A - Z = 2 - 1 = 1 eli neutroneita yksi. Kyseessä raskas vety eli deuterium.

, Z = 1 eli protoneita yksi, A = 3 N = A - Z = 3 - 1 = 2 eli neutroneita kaksi. Kyseessä on vedyn isotooppi nimeltään tritium.

Bohrin atomimallin piirtäminen

Kun tiedät minkä alkuaineen atomin mallin aiot piirtää, piirrä pieni ympyrä johon merkitset alkuaineen järjestysluvun + -merkkisenä (= protonien yhteisvaraus). Tämä riittää kuvaamaan ydintä. Nyt sinulla on käytettävissäsi saman verran – -merkkisiä elektroneja sijoitettavaksi ytimen ympärille seuraavalla tavalla:

  1. Piirrä ytimen ympärille isompi ympyrä. Tämä on 1. kuori eli sisin elektronikuori. Tälle kuorelle mahtuu 2 elektronia. Merkitse ne tälle ympyrälle vaikkapa pieninä mustina palloina.

  2. Jos elektroneja on vielä jäljelle, piirrä uusi ympyrä isommalla säteellä ytimen ympärille. Tämä on 2. kuori ja sille mahtuu 8 elektronia. Merkitse elektronit tälle kuorelle.

  3. Mikäli elektroneja on vielä jäljelle, piirrä taas uusi ympyrä isommalla säteellä. Tämä on 3. kuori jolle mahtuu 18 elektronia. Täytä kuori elektroneilla.

Eli

kuoren numero elektronien lukumäärä
1 2
2 8
3 18
4 32
n 2n2

Oktetti

Oktetti on tila, johon jokainen atomi pyrkii saamalla uloimmalle elektronikuorelle 8 elektronia tai uloimman elektronikuoren täyteen.