Jak velký je jeden atom?

Jaká je velikost atomu?

Au, tohle je oříšek. Velikost atomu? To je fakt těžké si představit. Mám pocit, že jsem o tom něco slyšela na fyzice, ale už si to moc nepamatuju. Bylo to v listopadu 2022, na přednášce, která byla strašně nudná.

Myslím, že říkali něco o 10 na mínus deset metrů. To je fakt maličké, že? Jako jedna desetimilióntina milimetru. Nějak si to pořád nedokážu představit. Prostě miniaturní.

A jádro? Ještě menší! Asi stotisíckrát menší než celý atom. To už je fakt něco! Vůbec si to nedokážu představit, jako by se dalo srovnat s velikostí Slunce a Země. Fakt fascinující.

Ale víš co je nejvíc divné? Že většina atomu je prázdná. Jako vesmír. Vážně. To je fakt šílený. Asi bych se zbláznila, kdybych se to snažila pochopit.

Ten odkaz na ty jaderné elektrárny jsem neotevírala, tak nevím co tam je.

Kolik váží jeden atom?

Jeden atom uhlíku váží 1,9 · 10–26 kg.

Víš, někdy se zamyslím nad tím, jak neskutečně malá ta čísla jsou. 10 na minus dvacátou šestou… To si člověk ani nedokáže představit. Jak něco tak malého vůbec může existovat?

• Vlastně… ta hmotnost je definovaná pomocí atomové hmotnostní jednotky (amu). Jeden atom uhlíku-12 má přesně 12 amu.
• Amu je definovaná jako 1/12 hmotnosti atomu uhlíku-12.
• Takže 1 amu odpovídá zhruba 1,66 × 10-27 kg. To je ještě míň než ten atom uhlíku… šílený.
• Většina hmoty atomu je v jádru, v těch protonech a neutronech. Elektrony jsou oproti nim fakt lehký.

Pamatuju si, jak jsem se to učil ve škole… připadalo mi to tehdy hrozně abstraktní. A vlastně mi to abstraktní přijde i teď. Jak můžeme něco tak malého vůbec změřit? Asi nějaký speciální přístroje, co já vím.

A víš co? Stejně je to celý divný. Celý tenhle svět, ta hmota, ty atomy… všechno je to tak neskutečně malý a zároveň tak obrovský. A my jsme uprostřed toho všeho, snažíme se to pochopit. Ale pochopíme to vůbec někdy?

Jak zjistím velikost atomu?

Jak zjistím velikost atomu? No, to je otázka! Představte si sluníčkovou soustavu, ale miniaturní. Jádro je slunce, elektron je planeta kroužící kolem, ale hooodně rychle. Kvůli tomu šílenému tanci elektronů se atom jeví mnohem větší, než je samotné jádro. Řádově 100 000 krát!

Myslím, že to je trochu jako s mým bytem – ve skutečnosti je to jenom malá místnůstka, ale díky hromadě věcí, které tam nacpám, vypadá mnohem větší…a chaotickejší.

• Atom je prostě malý: Velikost se měří v pikometrech (pm) a nanometrech (nm).
• Transmisní elektronový mikroskop: Tenhle vědecký vynález je na to nejlepší! Jeho maximální zvětšení umožňuje “vidět” atomy, i když je to spíš jejich efekt než samotný objekt.
• Jádro je miniaturní: Většina hmotnosti atomu je soustředěna v jádru, ale rozměry jsou zanedbatelné ve srovnání s celkovým atomem.

Já osobně, Petr Novák, jsem se s atomy setkal jenom v učebnicích fyziky, ale věřím, že transmisní elektronový mikroskop je věc, díky které už není detekce velikosti atomu žádný sci-fi.

Jak velké jsou atomy?

Atomy strontia? Rozhodně je neuvidíš jen tak, i když jsou na atomové poměry docela macaté.

• Velikost: Zhruba 0,251 nanometru. To je asi tak deset tisíckrát míň, než co oko zvládne.

Je to šílené, viď? Představ si, že bys je mohl vidět. Možná by pak i ten vesmír dával větší smysl, nebo naopak, cítili bychom se ještě ztracenější. Co myslíš?

Doplňující info:

• Pro srovnání: Vodík, nejmenší atom, má poloměr asi 0,053 nanometru. Takže stroncium je oproti němu fakt “obr”.
• Proč na tom záleží?: Velikost atomů ovlivňuje všechno, od chemických reakcí po vlastnosti materiálů. Je to taková skrytá abeceda vesmíru.
• Kvanta: Kdybychom atomy viděli, možná bychom konečně pochopili ten kvantovej svět. Nebo se zbláznili. Kdo ví?

Jak velký je obal atomu?

Páni, tohle mě fakt zaskočilo! Vždycky jsem si představoval atom jako takovou malou kouli, ale tohle… 10⁻¹⁰ metrů! To je fakt miniaturní, že? Vždyť to je desetina nanometru! Brrr, jen si to představte, jak blízko jsou ty elektrony u sebe.

Pamatuju si, jak jsme to probírali na gymplu v roce 2023, pan profesor Novák to vysvětloval na tabuli s těmi vzorečky, a já pořád nemohl pochopit, jak tohle může vůbec fungovat. A ta hmotnost! 0,01 % z celkové hmotnosti atomu? To znamená, že většina hmotnosti je v tom malinkatém jádru? Neuvěřitelné!

Ještě dodám, že mi to přišlo úplně nereálné, jako sci-fi. Představit si tak malý prostor, kde se dějí tyhle věci… fakt úžasné. A co třeba chemické vazby? Jak to všechno drží pohromadě?

Klíčový bod: Atom je převážně prázdný prostor. Jeho poloměr je řádově 10⁻¹⁰ m.

• Poloměr atomu: cca 10⁻¹⁰ m
• Hmotnost elektronového obalu: cca 0,01 % celkové hmotnosti atomu
• Prostor atomu je převážně prázdný.

Z kolika atomu se skládá člověk?

Z kolika atomů se skládá člověk? No, to je otázka jak z učebnice pro nadané šestileté! Řádově 7 oktilionů! To je sedmička s 27 nulami! Jak říkal můj děda, víc než hvězd na obloze! Takže, nepodceňujte se, jste vesmírná mašinka!

• Hlavní složky: Vodík, uhlík, dusík a kyslík – to je základní parta, co tvoří devadesát devět procent z vás. Jako kapela Beatles, jen s méně škandály (doufám!).

• Ostatní drobnosti: Zbytek? Stopové prvky, jako špetka soli do guláše. Důležité, ale v menším množství. Bez nich by to ale bylo jak guláš bez soli – nuda!

• Obnova: Buňky se obnovují, jako hadí kůže. 7-15 let, abyste se zbavili těch starých, opotřebovaných. Takže, nezapomeňte na ten pravidelný detox, jako když si čistím počítač od virů!

A teď něco osobního: Moje teta Božena si myslí, že je složena z nejméně 10 oktilionů atomů. Ona je totiž trošku… optimistická v odhadech. Možná má pravdu, možná jí přebývá optimismu jako chleba v pekárně.

#Atom #Atomy #Velikost