Stavba látek Základy elektrotechniky 1 Stavba látek Ing. Jaroslav Bernkopf

Látky se skládají z molekul. Molekuly se skládají z atomů. Atomy se skládají z protonů (kladné) elektronů (záporné) neutronů (neutrální) Stavba látek Základy elektrotechniky 2 Elektrony Protony Atom vodíku má 1 proton 1 elektron Atom kyslíku má 8 protonů 8 elektronů

Stavba látek Základy elektrotechniky 3 Kyslík je tam nemá, má tam jen 8 – 2 = 6 elektronů. Druhá dráha kyslíku není spokojená, chce víc. Přitáhne si dva atomy vodíku a každému ukradne 1 elektron. Druhá dráha kyslíku teď má svoje maximum = 8 elektronů a je spokojená. A drží to pohromadě, vznikla molekula vody. První dráha od jádra může mít až dva elektrony. Kyslík je tam má. Jeho první dráha je spokojená. Druhá dráha od jádra může a chce mít až 8 elektronů.

Stavba látek Základy elektrotechniky 4 Původně neutrální atomy vodíku přišly o svoje elektrony, jsou teď navenek kladné. Původně neutrální atom kyslíku získal 2 elektrony navíc, je teď navenek záporný.

Stavba látek Základy elektrotechniky 5 Záporný (kyslíkový) konec molekuly vody si elektrostaticky přitáhne kladný (vodíkový) konec jiné molekuly. Takto spolu molekuly vody drží pohromadě. Že jsou molekuly vody do sebe tak dobře vzájemně zaklesnuté, je těžké je rozkmitat, neboli zahřát. Proto k zahřátí vody je zapotřebí mnohem více tepla, než k zahřátí stejného množství jiné látky. Proto stojí mnoho energie roztrhnout molekuly vody od sebe a udělat z nich páru.

Stavba látek Základy elektrotechniky 6 Elektron je k jádru vázán silou tím menší, čím je jeho dráha dále od jádra je ve vnější dráze méně elektronů Kovy mají mnoho elektronů celkem, málo ve vnější dráze. Proto se jejich vnější elektrony ochotně oddělí od atomu, nechají se strhnout elektrickým polem a vedou proud.

Stavba látek Základy elektrotechniky 7 Měď, stříbro, zlato mají ve vnější dráze jen jediný elektron. Proto tak dobře vedou proud.

Stavba látek Základy elektrotechniky 8 Izolanty nemají žádné volné elektrony, proto nevedou proud. Příklad: V molekule vodíku H 2 si oba atomy vzájemně půjčují svoje elektrony. Každý z obou atomů má pocit, že má ve své první dráze plný počet elektronů, tj. dva. Celá soustava je stabilní, žádný volný elektron. Molekula H 2 nemá důvod někomu svoje elektrony půjčovat. Proto vodík H 2 nevede proud.

Stavba látek Základy elektrotechniky 9 Vnitřní struktura jiných izolantů, např. plastů, je neskonale složitější. Opět ale to samé: žádné volné elektrony, proto nevedou proud. Polytetrafluoroethylene = PTFE = Teflon

Stavba látek Základy elektrotechniky 10 Ani voda nemá volné elektrony. Všechny vnější elektrony molekuly vody H 2 O jsou zaměstnané obíháním mezi kyslíkem a dvěma vodíky. Nemohou se uvolnit a vést proud. Proto i čistá voda je izolant.