Proč je zlato zlaté? Může za to – teorie relativity.
Chemické prvky se liší svými vlastnostmi. Už v minulém století zjistili vědci, že se zároveň navzájem liší počtem protonů v jádře a elektronů v obalu. Jsou to právě elektrony, které jsou základem vědy, které říkáme chemie. Jejich rozmístění a chování určují chemické vlastnosti jednotlivých prvků.
Příroda nenechala nic náhodě, a tak jsou elektrony umístěny kolem jádra v přísně dodržované hierarchii. Nacházejí se jen v určitých oblastech, kterým říkáme orbitaly. Tak jako v hierarchii velké firmy, mají elektrony v orbitalech své specifické místo a hrají svou vlastní roli.
Čím dále se nacházejí elektrony od jádra atomu, tím jednodušeji se mohou podílet na vazbách s jinými prvky. Daly by se srovnat s obchodními zástupci, kteří firmu reprezentují a jednají se zákazníky a jinými firmami. I když se to zdá neuvěřitelné, jsou veškeré chemické vazby a všechna různorodost chemických reakcí jen hrou několika málo vyvolených, vnějších elektronů v obalech atomových jader.
To, jak efektivně se bude naše pomyslná firma chovat, samozřejmě závisí také na práci ostatních spolupracovníků – vnitřních elektronů, které se samy na tvorbě vazeb s jinými prvky nepodílí. Stejně tak je stav firmy závislý na mnoha různých jiných faktorech. Jedním z nich je například velikost firmy a poměry, které v ní panují.
U hodně těžkých prvků nacházíme značně komplikované poměry. Čím vyšší je náboj jádra (tedy čím více protonů má), tím rychleji se musí pohybovat jeho vnitřní elektrony. (Známe to všichni – někteří musí prostě ve firmě „kmitat“ rychleji.)
Může to dojít až tak daleko, že se rychlost elektronů ve vnitřních orbitalech začíná přibližovat rychlostem, při kterých se už začíná projevovat teorie relativity. Elektrony, pohybující se vysokou, relativistickou rychlostí, jsou těžší, jejich čas plyne zpomaleně. Výsledkem je deformace orbitalů. Smrští a přiblíží se k jádru atomu. Jevu se říká vnitřní relativistický efekt.
Ten má pro změnu za následek, že se kladný náboj jádra atomu takovýmito orbitaly odstíní efektivněji, než obyčejnými, nerelativistickými orbitaly u prvků, které jsou relativně lehké.
Lépe odstíněné jádro nemá tak velký přitažlivý vliv na vnější elektrony, které se nacházejí ve vnějších elektronových orbitalech. Jejich orbitaly, tedy dráhy, po kterých se pohybují, se také deformují. Na rozdíl od vnitřních relativistických orbitalů se ale nesmršťují, naopak se protahují, čemuž se říká vnější relativistický efekt.
Když takové atomové elektronové obaly porovnáme s orbitaly lehčích a relativistickými jevy nezatížených prvků zjistíme, že se jejich elektrony mohou lépe přemisťovat a opouštět svou původní energetickou úroveň. Stačí jim k tomu v porovnání s „běžnými“ atomy méně energie.
Děje se to v praxi vůbec a odkud tato energie přichází?
Ano, skutečně se to děje. Elektrony mohou energii v určitých případech získat například ze světla. Světlo je proud fotonů, částic, které nemají klidovou hmotnost, zato ale mají určitou energii. Ta je závislá na vlnové délce těchto fotonů. Pokud je energie fotonu vhodná a odpovídá energii, kterou potřebuje elektron ke svému „výletu“, nic nestojí v cestě tomu, aby byl foton pohlcen a použit.
Zlato a relativistické efekty, které mu dávají barvu
Zlato patří k těžkým chemickým prvkům. Ve svém jádře má 79 protonů, jejichž náboj vyvažuje 79 elektronů v atomovém obalu.
Těžké jádro je nutí pohybovat se rychlostí, která vyvolává relativistické efekty, popsané výše. V tomto konkrétním případě postačí vnějšímu elektronu už energie fotonů modré barvy k tomu, aby změnily své působiště.
Proč právě modrá barva - bílé světlo přeci obsahuje různé vlnové délky? Proč ne červená nebo žlutá?
Otázka je oprávněná a odpověď na ni je jednoduchá. Fotony, které odpovídají modré barvě, v sobě nesou největší podíl energie. Ostatní vlnové délky mají energii menší. Ta není pro daný účel vhodná.
V praxi to znamená, že zlato (na rozdíl od lehčího stříbra) pohltí a spotřebovává modrou frakci dopadajícího bílého světla.
Odfiltrováním modré frakce získává světlo, které se od povrchu zlata odrazí, svou zlatožlutou barvu.
Stříbro mimochodem tuto vlastnost nemá a nikdy mít nemůže. Jeho jádro je lehčí a relativistické jevy nejsou vyhraněné. Stříbro modrou světelnou frakci nepohlcuje, ale téměř všechny dopadající fotony odráží. Ne nadarmo se z něj dělají – skvělá zrcadla.
Za fascinující a jedinečnou barvu zlatých předmětů tedy mphou ... jevy spojené s teorií relativity,
kterou před více než 100 lety zformuloval Albert Einstein.
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)
Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jsou poškrábané teflonové pánve nebezpečné?
Mají se pánve, které mají teflonový povrch, vyhodit poté, co se poškrábaly? A proč se vlastně teflonový povrch tak lehce poškodí? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi
Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Alkohol v jídle - kolik se ho vypaří během vaření?
Odpařuje se alkohol, který se přidává do jídla, během vaření natolik, aby byl výsledný pokrm vhodný pro děti? O alkoholu v potravinách. (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Moskva se chlubí kořistí z Ukrajiny: Abramsy, Leopardy i českým BVP
V Moskvě ve středu začala výstava západní vojenské techniky, kterou používá ukrajinská armáda a...
Na jednání o míru nepřijdeme, vzkázali Rusové. Švýcaři je ani nezvali
Švýcarsko iniciuje vlastní mírovou konferenci o Ukrajině. S pozváním Ruska na setkání, které se má...
Pavel zkritizoval všechny. Nefér jsou Babišova slova i kampaň SPOLU, míní
Kampaň, která dělá z hnutí ANO zastánce ruských zájmů, je podle prezidenta Petra Pavla stejně nefér...
O menopauze musíme mluvit, burácela herečka Halle Berry před Kapitolem
Slavná herečka Halle Berry se zapojila do americké politiky, když podpořila senátorky snažící se o...
Sluší se, aby zaměstnanec věděl, proč je propouštěn, řekl Juchelka
Poslanci se přeli o změnu zákoníku práce. Opozici se ho nepodařilo vrátit vládě k přepracování....
2+kk Havlíčkova, Klimkovice, cihla, 68 m2, gar.stání, zahrada
Havlíčkova, Klimkovice, okres Ostrava-město
3 990 000 Kč
- Počet článků 972
- Celková karma 19,79
- Průměrná čtenost 1325x