atóm

atóm [gr.] — najmenšia stavebná časť chemických prvkov, ktorá je nositeľom ich vlastností a môže vstupovať do chemických reakcií. Pojem atóm je známy už od staroveku (Démokritos z Abdéry), keď vznikla predstava atómu ako absolútne najmenšej časti látky, ktorá s menšími zmenami pretrvala takmer 25 storočí. Koncepcia atómu ako nositeľa chemických vlastností prvku pochádza od J. Daltona (zač. 19. stor.). Súčasná predstava o štruktúre atómu sa začala rozvíjať po pokusoch E. Rutherforda (→ modely atómu).

Atóm sa skladá z elektricky kladne nabitého atómového jadra a z elektrónového obalu atómu tvoreného záporne nabitými elektrónmi. Počet elektrónov v obale elektricky neutrálneho atómu sa rovná protónovému číslu Z , t. j. počtu protónov v jadre, a je poradovým číslom prvku v periodickej tabuľke prvkov. Rozmer atómu je rádovo 10^-10 m, jeho hmotnosť 10^-27 – 10^-25 kg, pričom takmer celá hmotnosť atómu je sústredená v atómovom jadre. Hmotnosť atómu vyjadrená v atómových hmotnostných jednotkách sa svojou hodnotou približne rovná nukleónovému číslu A, t. j. súčtu počtu neutrónov a protónov v atómovom jadre (→ relatívna atómová hmotnosť).

Elektróny obalu sa môžu nachádzať iba v určitých kvantových stavoch vyjadrených pomocou štyroch kvantových čísel. Každému kvantovému stavu zodpovedá určitá hladina energie. Číselné hodnoty hlavného kvantového čísla n = 1, 2, 3, 4, 5... zodpovedajú energetickým hladinám, ktoré sa označujú písmenami K, L, M, N, O... Reálnosť kvantových stavov a im zodpovedajúce diskrétne energetické hladiny 1914 experimentálne overili J. Franck a G. Hertz. Elektróny sú v obale usporiadané v súlade s Pauliho vylučovacím princípom, podľa ktorého jeden kvantový stav nemôže byť obsadený viac ako jedným elektrónom.

Atóm ako celok sa môže nachádzať v základnom alebo v excitovanom stave. V excitovanom stave zotrváva krátko, rádovo 10^-8 s, s výnimkou tzv. metastabilných stavov. Pri prijatí energie sa atóm dostáva do vzbudeného stavu, t. j. do kvantového stavu s vyššou energiou. Do základného stavu sa vracia vyžiarením elektromagnetickej energie. Vyžiarenie nastáva vtedy, ak sa mení kvantový stav niektorého z elektrónov atómu, pričom sa mení jeho energia. Pri prechode z vyššej energetickej hladiny na nižšiu môže atóm vyžiariť fotón, v niektorých prípadoch emitovať elektrón (→ Augerov jav), príp. môže nastať aj nežiarivý prechod. Pri žiarivých prechodoch (→ kvantový prechod) izolované atómy vyžarujú čiarové spektrum. Prvé pozorované spektrá boli z viditeľnej oblasti, atómy však vyžarujú vo veľmi širokej oblasti elektromagnetického žiarenia (mikrovlnnej, infračervenej, ultrafialovej, röntgenovej.). Po prijatí alebo po strate elektrónu (ionizácii) atóm prestáva byť elektricky neutrálnym, stáva sa z neho ión.

Chemické vlastnosti atómu sa dajú študovať metódami kvantovej chémie. Atómy majú magnetický moment (s výnimkou inertných plynov), ktorý je základným predpokladom ich paramagnetických vlastností a feromagnetizmu. Vplyvom vonkajších elektromagnetických polí získavajú elektrický dipólový moment a štiepia sa ich energetické hladiny (→ Starkov jav, → Zeemanov jav, → spektrálna čiara).