СТРОЕНИЕ АТОМА
Атом (др.-греч. ἄτομος — неделимый, неразрезаемый ) – наименьшая, электронейтральная, химически неделимая частица вещества, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.
Атомное ядро – центральная, положительно заряженная, сложно организованная часть атома, состоящая из нуклонов –
протонов и нейтронов, связанных между собой ядерными силами.
Электронная оболочка – совокупность движущихся вокруг ядра электронов.
| Протон р+ | Нейтрон n0 | Электрон е- | |
| Заряд частицы | +1 | 0 | -1 |
| Масса частицы | 1,00728а.е.м. | 1,00866а.е.м. | 1/1840 от массы протона |
Заряд ядра атома соответствует атомному номеру элемента в периодической системе (Z).
Так как атом - электронейтральная частица, то число протонов должно быть равно числу электронов (число + = числу -):
N(e-) = N(p+) = Z
Массовое число А – складывается из числа протонов и нейтронов в ядре данного атома. Тогда число нейтронов легко найти, вычитая заряд ядра атома из массового числа.
А = N (p +) + N (n 0)
N (n 0) = A – Z
Химический элемент – вид атомов, с определённым зарядом ядра.
Природа устроена так, что один и тот же элемент может существовать в виде двух или нескольких изотопов.
Изотопы – атомы с одинаковым зарядом ядра, но разным массовым числом, т.е. разным числом нейтронов в ядре.
Поскольку нейтроны практически не влияют на химические свойства элементов, все изотопы одного и того же элемента химически неотличимы.
Пример 1: изотопы углерода:12С и 13С.
Значит, они отличаются по составу на 1 нейтрон: у 12С – 6 нейтронов, у 14С – 7 нейтронов.
Пример 2: определить число протонов и нейтронов в ядре изотопа мышьяка с массовым числом 75.
Решение: порядковый номер у As – 33. Следовательно, заряд ядра Z = +33, число протонов – 33.
Число нейтронов: A – Z = 75 – 33 = 42.
Электронное строение атома.
Первую модель атома предложил Английский физик, лауреат Нобелевской премии по физикеДжозеф Джон Томсон в 1898 г.
В виде положительно заряженного шара радиусом 10 -10 м, в котором плавают электроны нейтрализующие положительный заряд. В 1911 году британский физик Э. Резерфорд предложил модель атома, в которой электроны-частицы вращаются вокруг ядра атома примерно так же, как планеты обращаются вокруг Солнца. Затем 1913 г. Датский физик НильсБор предположил, что электроны в атоме могут устойчиво существовать только на орбитах, удаленных от ядра на строго определенные расстояния. Эти орбиты он назвал стационарными.
Модель атома Модель атома «Планетарная модель» Модель атома
Дж. Томсона «пудинг с изюмом» Э. Резерфорда Н. Бора
| → |
| → |
Электронные орбиты в модели Бора обозначаются целыми числами 1, 2,., n, начиная от ближайшей к ядру. В дальнейшем мы будем называть такие орбиты уровнями (электронными слоями).
Уровни, в свою очередь, могут состоять из близких по энергии подуровней(электронных оболочек). Их обозначают символами s, p, d, f.
Подуровни, в свою очередь, состоят из одинаковых по энергии орбиталей. На каждой орбитали может быть не больше двух электронов.
На схеме орбитали обозначают в виде ячеек: ¨, а электроны - в виде стрелок: или ¯.
| Номер электронного слоя (уровня) | Электронные оболочки (подуровни) | Максимальное число электронов |
| n = 1 | 1s¨ | 2e |
| n = 2 | 2s¨ 2p¨¨¨ | 2e 6e |
| n = 3 | 3s¨ 3p¨¨¨ 3d¨¨¨¨¨ | 2e 6e 10e |
| n = 4 | 4s¨ 4p¨¨¨ 4d¨¨¨¨¨ 4f¨¨¨¨¨¨¨ | 2e 6e 10e 14e |
Принцип минимума энергии определяет порядок заселения атомных орбиталей, имеющих различные энергии. Согласно принципу минимума энергии, электроны занимают в первую очередь орбитали, имеющие наименьшую энергию. Энергияподуровнейрастетвряду:
