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
Paměť meteoritů z Marsu
Většina běžných vědeckých prací o marsovských meteoritech popisuje jen jejich chemické a izotopové složení. Může v nich být skrytá informace, odkud přesně pocházejí? (délka blogu 5 min.)
Dana Tenzler
Jak staré jsou Saturnovy prstence?
Saturnovy prstence fascinují lidstvo už od doby, kdy je v roce 1610 poprvé spatřil Galileo Galilei ve svém teleskopu. Jak jsou vlastně staré? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Budoucnost průzkumu Venuše ... Čínou
Jak bude v budoucnosti probíhat zkoumání sousední horké planety? Plány, které má NASA, nejspíš znáte. Co plánuje čínská vesmírná agentura? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Jak vznikly obří černé díry v centrech galaxií?
V jádru naší galaxie se nachází obří černá díra. Přitom to není žádná výjimka - je to pravidlo. Jak vznikaly tyto obří objekty? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Ztracený oceán na Venuši
Naše sousední planeta, Venuše se svou velikostí, hmotností i složením podobá naší Zemi. Na jejím povrchu ale panují podmínky, které připomínají spíš peklo než přívětivou planetu vhodnou pro život. Mohl na ní existovat oceán?
| Další články autora |
Poznejte český film jen podle obrázku
České filmy jsou plné nezapomenutelných hlášek, legendárních postav a scén, které známe snad...
Zemřel Jiří Štěpnička. Hrál v Národním i Gottwalda, namluvil Forda či Douglase
Filmový a divadelní herec Jiří Štěpnička zemřel ve věku 79 let. Dlouholetý člen Národního divadla...
Sloní zadek není diagnóza. Proč s ním můžete chodit a vůbec netušit, že ho máte?
Není to diagnóza postavy ani módní trend. Sloní zadek je poněkud nelichotivé označení pro situaci,...
Volby 2026 skončily, začíná sčítání hlasů. Kde sledovat výsledky online a kdy budou známé?
Volební místnosti se v sobotu 10. října ve 14 hodin uzavřely. Komunální a senátní volby 2026...
Výsledky voleb v Praze: Hnutí STAN vyhrálo volby do pražského magistrátu. Senátory čeká 2. kolo
Volební místnosti se v sobotu po 14. hodině uzavřely. Pražané tak rozhodli o budoucím vedení...
Sněžku pokryly centimetry sněhu. První souvislá vrstva, řekli meteorologové
Na Sněžce napadl první sníh letošní zimy, který vytvořil slabou sněhovou vrstvu. Podle meteorologů...
Neúspěšní kandidáti do Senátu na Zlínsku nepodpoří postupující do druhého kola
Neúspěšní kandidáti do Senátu v obvodu Zlín nebudou vyjadřovat podporu postupujícím do druhého kola...
Na Javorníku u Liberce přibyla nová rozhledna, zatím je ve zkušebním provozu
Na Javorníku u Liberce přibyla nová rozhledna, zatím je ve zkušebním provozu. Vznikla přestavbou...

7 zásad bezpečného poutání dětí v autosedačce, které musíte znát
Chcete mít jistotu, že je vaše děťátko v autě opravdu v bezpečí? I drobné chyby při poutání do autosedačky mohou mít vážné následky, často si je...
- Počet článků 1227
- Celková karma 15,65
- Průměrná čtenost 1195x























