Šta ulazi u atom. Šta je atom: struktura

ATOM(od grčkog atomos - nedjeljiv), najmanja čestica hemikalije. element, njegov sv. Svaka hem. element odgovara skupu određenih atoma. Povezujući se jedan s drugim, atomi jednog ili različitih elemenata formiraju složenije čestice, na primjer. . Sve vrste hem. in-in (čvrsta, tečna i gasovita) zbog raspadanja. kombinacije atoma. Atomi mogu postojati u slobodnom. stanje (u , ). Sveta ostrva atoma, uključujući i najvažnija za sposobnost atoma da formira hemikaliju. Comm., određuju karakteristike njegove strukture.

Opće karakteristike strukture atoma. Atom se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra okruženog oblakom negativno nabijenih jezgara. Dimenzije atoma u celini određene su dimenzijama njegovog elektronskog oblaka i velike su u poređenju sa dimenzijama jezgra atoma (linearne dimenzije atoma su ~ 10~8 cm, njegova jezgra su ~ 10 "-10" 13 cm). Elektronski oblak atoma nema striktno definirane granice, tako da je veličina atoma u prosjeku. stepeni su uslovni i zavise od toga kako su određeni (vidi). Jezgro atoma sastoji se od Z i N koje drže nuklearne sile (vidi). Pozitivno naelektrisan i negativan. naboj su isti u abs. vrijednost i jednaki su e = 1,60 * 10 -19 C; nema struju. naplatiti. Nuklearni naboj +Ze - glavni. karakteristika atoma koja određuje njegovu pripadnost određenoj hemikaliji. element. element u periodici periodični sistem () jednak je broju u jezgru.

U električno neutralnom atomu, broj u oblaku je jednak broju u jezgru. Međutim, pod određenim uvjetima, može se izgubiti ili zakačiti, okrenuti se tj. u poziciji. ili demantovati. , npr. Li +, Li 2+ ili O -, O 2-. Govoreći o atomima određenog elementa, oni misle i na neutralne atome i na ovaj element.

Masa atoma određena je masom njegovog jezgra; masa (9,109 * 10 -28 g) je približno 1840 puta manja od mase ili ( 1,67 * 10 -24 g), tako da je doprinos masi atoma beznačajan. Ukupan broj i A \u003d Z + N pozvani. . i naboj jezgra su naznačeni respektivno. superscript i subscript lijevo od simbola elementa, npr. 23 11 Na. Vrsta atoma jednog elementa sa određenom vrijednošću N tzv. . Zovu se atomi istog elementa sa istim Z i različitim N. ovaj element. Razlika u masama ima mali uticaj na njihovu hemikalije. i fizički St. wah. Većina srednjih vrijednosti, razlike () su uočene zbog velikog relativnog. razlike u masama običnog atoma (), D i T. Točne vrijednosti masa atoma određuju se metodama.

Stacionarno stanje jednoelektronskog atoma jedinstveno karakterišu četiri kvantna broja: n, l, m l i m s . Energija atoma zavisi samo od n, a nivo sa datim n odgovara broju stanja koja se razlikuju u vrednostima l, m l , m s . Države sa datim n i l obično se označavaju kao 1s, 2s, 2p, 3s, itd., gdje brojevi označavaju vrijednosti l, a slova s, p, d, f i dalje na latinskom odgovaraju vrijednostima q = 0, 1, 2 , 3, ... Broj dif. stanja sa datim n i q je 2(2l + 1) broj kombinacija vrijednosti m l i m s . Ukupan broj dec. stanja sa datim n je , tj. nivoi sa vrijednostima n = 1, 2, 3, ... odgovaraju 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . Nivo kojem odgovara samo jedan (jedna valna funkcija), pozvan. nedegenerisan. Ako nivo odgovara dva ili više, poziva se. degenerisan (vidi ). U atomu, nivoi energije su degenerisani u smislu l i m l ; degeneracija u m s se odvija samo približno, ako se interakcija ne uzme u obzir. spin magnet. moment sa magnetnim polje zbog orbitalnog kretanja u električnom. polje kernela (vidi). Ovo je relativistički efekat, mali u poređenju sa Kulonovom interakcijom, ali je suštinski značajan, jer dovodi do dodatnih cijepanje energetskih nivoa, koje se manifestuje u obliku tzv. fine strukture.

S obzirom na n, l i m l, kvadrat modula valne funkcije određuje prosječnu distribuciju za oblak elektrona u atomu. Diff. atomi se značajno razlikuju jedni od drugih u distribuciji (slika 2). Dakle, za l = 0 (s-stanja) ona je različita od nule u centru atoma i ne zavisi od pravca (tj. sferno je simetrična), za ostala stanja je jednaka nuli u centru atoma i zavisi od smera.

Rice. 2. Oblik elektronskih oblaka za različita stanja atoma.

U višeelektronskim atomima zbog međusobne elektrostatike. odbojnost značajno smanjuje njihovu vezu sa jezgrom. Na primjer, energija odvajanja od He + je 54,4 eV, u neutralnom He atomu je mnogo manja - 24,6 eV. Za teže atome, veza je vanjska. sa jezgrom je još slabiji. Važnu ulogu u višeelektronskim atomima igra specifičnost. , povezane sa nerazličivosti, i činjenicom da se pokoravaju, prema Kromu, u svakom karakterisanom sa četiri kvantna broja, ne može biti više od jednog. Za atom sa više elektrona, ima smisla govoriti samo o cijelom atomu kao cjelini. Međutim, otprilike, u tzv. Jednoelektronska aproksimacija, svako jednoelektronsko stanje (određena orbitala, opisana odgovarajućom funkcijom) može se razmotriti odvojeno i okarakterisati skupom od četiri kvantna broja n, l, m l i m s. Skup 2(2l + 1) u stanju sa datim n i l formira elektronski omotač (koji se naziva i podnivo, podljuska); ako su sva ova stanja zauzeta, ljuska se poziva. ispunjen (zatvoren). Skup od 2p 2 stanja sa istim n ali različitim l formira elektronski sloj (koji se naziva i nivo, ljuska). Za n = 1, 2, 3, 4, ... slojevi su označeni simbolima K, L, M, N, ... Broj u školjkama i slojevima kada su potpuno popunjeni dat je u tabeli:

Moguća su stacionarna stanja u atomu. Prilikom prelaska sa višeg energetskog nivoa E i na niži E k, atom daje energiju (E i - E k), a pri obrnutom prelazu je prima. Tokom radijacionih prelaza, atom emituje ili apsorbuje kvant elektromagneta. zračenje (foton). Moguće i kada atom daje ili prima energiju u interakciji. s drugim česticama, s kojima se sudara (na primjer, u) ili je dugotrajno povezan (in. Hemijska svojstva određena su strukturom vanjskih elektronskih omotača atoma, u kojima su relativno slabo povezani (energija vezivanja iz nekoliko eV do nekoliko desetina eV). Struktura vanjskih omotača atoma hemijskih elemenata jedne grupe (ili podgrupe) periodnog sistema je slična, što uzrokuje sličnost hemijskih svojstava ovih elemenata. broj u ljusci za punjenje, njihova energija veze se po pravilu povećava, imaju najveću energiju veze u zatvorenoj ljusci.Stoga atomi s jednim ili više u djelomično ispunjenoj vanjskoj ljusci ih odaju u kemijskim otopinama.ljuske, obično primi ih unutra. Atomi sa zatvorenim spoljnim omotačem, u normalnim uslovima, ne ulaze u hemijsku p-ciju.

Struktura unutrašnjeg ljuske atoma, to-rykh su povezane mnogo jače (energija veze 10 2 -10 4 eV), pojavljuje se samo kada je interakcija. atomi sa brzim česticama i fotonima visoke energije. Takve interakcije odrediti prirodu rendgenskih spektra i raspršivanje čestica ( , ) atomima (vidi ). Masa atoma određuje takvu njegovu fizičku. St-va, kao impuls, kinetički. energije. Od mehaničkih i srodnih magn. i električni momenti jezgra atoma ovise o nekim suptilnim fizičkim. efekti (zavise od frekvencije zračenja koja određuje zavisnost indeksa prelamanja supstance povezane sa atomom o njoj. Bliska veza između optičkih svojstava atoma i njegovih električnih svojstava posebno je izražena u optičkim spektrima.

===
Koristi literatura za članak "ATOM": Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Struktura, 3. izd., M., 1978; E. V. Schloeki, Atomska fizika, 7. izdanje, tom 1-2, M., 1984. M. A. Elyashevich.

Stranica "ATOM" pripremljen od materijala.

Savremeni čovjek neprestano čuje fraze koje sadrže derivate riječi "atom". To je energija, elektrana, bomba. Neko to uzima zdravo za gotovo, a neki postavljaju pitanje: "Šta je atom?".

Šta znači ova riječ?

Ima drevne grčke korijene. Dolazi od "atomos", što doslovno znači "neodrezan".

Neko ko je već malo upoznat sa fizikom atoma će biti ogorčen: "Kako "neisječen"? Sastoji se od nekakvih čestica!" Stvar je u tome što se ime pojavilo kada naučnici još nisu znali da atomi nisu najsitnije čestice.

Nakon eksperimentalnog dokaza ove činjenice, odlučeno je da se ne mijenja uobičajeno ime. A 1860. godine "atom" se počeo nazivati ​​najmanjom česticom koja ima sva svojstva hemijskog elementa kojem pripada.

Šta je veće od atoma, a manje od njega?

Molekul je uvijek veći. Nastaje od nekoliko atoma i najmanja je čestica materije.

A ovdje je manje — elementarne čestice. Na primjer, elektroni i protoni, neutroni i kvarkovi. Ima ih puno.

O njemu je već dosta rečeno. Ali još uvijek nije jasno šta je atom.

Šta je on zaista?

Pitanje kako predstaviti model atoma dugo je zaokupljalo naučnike. Danas je usvojen onaj koji je predložio E. Rutherford, a finalizirao N. Bor. Prema njemu, atom je podijeljen na dva dijela: jezgro i elektronski oblak.

Većina mase atoma koncentrirana je u njegovom središtu. Jezgro se sastoji od neutrona i protona. A elektroni u atomu nalaze se na dovoljno velikoj udaljenosti od centra. Ispada nešto slično Sunčevom sistemu. U centru, poput Sunca, jezgro, a oko njega elektroni kruže po svojim orbitama, poput planeta. Zbog toga se model često naziva planetarnim.

Zanimljivo je da jezgro i elektroni zauzimaju veoma mali prostor u poređenju sa ukupnim dimenzijama atoma. Ispostavilo se da se u centru nalazi malo jezgro. Zatim praznina. Veoma velika praznina. A onda uska traka malih elektrona.

Naučnici nisu odmah došli do takvog modela atoma. Prije toga iznesene su mnoge pretpostavke, koje su eksperimentima opovrgnute.

Jedna od ovih ideja bila je predstavljanje atoma kao čvrstog tijela koje ima pozitivan naboj. Predloženo je da se elektroni u atomu smjeste u cijelo ovo tijelo. Ovu ideju iznio je J. Thomson. Njegov model atoma se također zvao puding od grožđica. Model je jako podsjećao na ovo jelo.

Ali ona je bila neodrživa, jer nije mogla objasniti neka svojstva atoma. Stoga je odbijena.

Japanski naučnik H. Nagaoka, na pitanje šta je atom, predložio je takav model. Po njegovom mišljenju, ova čestica ima daleku sličnost sa planetom Saturnom. Jezgro je u centru, a elektroni kruže oko njega po orbitama povezanim u prsten. Unatoč činjenici da model nije prihvaćen, neke od njegovih odredbi korištene su u planetarnoj shemi.

O brojevima povezanim s atomom

Prvo, o fizičkim veličinama. Ukupni naboj atoma je uvijek nula. To je zbog činjenice da je broj elektrona i protona u njemu isti. A njihov naboj je jednak po veličini i ima suprotne predznake.

Često nastaju situacije kada atom gubi elektrone ili, naprotiv, privlači dodatne. U takvim situacijama kažu da je postao jon. A njegov naboj zavisi od toga šta se desilo sa elektronima. Ako je njihov broj manji, naboj jona je pozitivan. Kada ima više elektrona, ion postaje negativan.

Sada o hemiji. Ova nauka, kao nijedna druga, najviše od svega daje razumevanje šta je atom. Uostalom, čak i glavna tablica, koja se u njoj proučava, temelji se na činjenici da se atomi nalaze u njoj određenim redoslijedom. Govorimo o periodnom sistemu.

U njemu je svakom elementu dodijeljen određeni broj, koji je povezan s brojem protona u jezgru. Obično se označava slovom z.

Sljedeća vrijednost je maseni broj. Ona je jednaka zbiru protona i neutrona u jezgru atoma. Njegova oznaka je prihvaćena slovom A.

Dva navedena broja povezana su jedan s drugim sljedećom jednakošću:

A=z+N.

Ovdje je N broj neutrona u atomskom jezgru.

Druga važna veličina je masa atoma. Da bi se to izmjerilo, uvodi se posebna vrijednost. Skraćeno je: a.u.m. I čita se kao jedinica atomske mase. Na osnovu ove jedinice, tri čestice koje čine sve atome svemira imaju mase:

Ove vrijednosti su često potrebne prilikom rješavanja kemijskih problema.

Atom je najmanja čestica hemijskog elementa koja zadržava sva svoja hemijska svojstva. Atom se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra i negativno nabijenih elektrona. Naelektrisanje jezgra bilo kog hemijskog elementa je jednako proizvodu Z sa e, gde je Z redni broj ovog elementa u periodičnom sistemu hemijskih elemenata, e je vrednost elementarnog električnog naboja.

Elektron- ovo je najmanja čestica supstance sa negativnim električnim nabojem e=1,6·10 -19 kulona, ​​uzeta kao elementarni električni naboj. Elektroni, koji rotiraju oko jezgra, nalaze se na elektronskim omotačima K, L, M itd. K je ljuska najbliža jezgru. Veličina atoma određena je veličinom njegove elektronske ljuske. Atom može izgubiti elektrone i postati pozitivan ion, ili dobiti elektrone i postati negativan ion. Naboj jona određuje broj izgubljenih ili dobijenih elektrona. Proces pretvaranja neutralnog atoma u nabijeni ion naziva se jonizacija.

atomsko jezgro(centralni dio atoma) sastoji se od elementarnih nuklearnih čestica - protona i neutrona. Poluprečnik jezgra je oko sto hiljada puta manji od poluprečnika atoma. Gustoća atomskog jezgra je izuzetno velika. Protoni- To su stabilne elementarne čestice koje imaju jedinični pozitivan električni naboj i masu 1836 puta veću od mase elektrona. Proton je jezgro najlakšeg elementa, vodonika. Broj protona u jezgru je Z. Neutron je neutralna (bez električnog naboja) elementarna čestica čija je masa vrlo blizu masi protona. Budući da je masa jezgra zbir mase protona i neutrona, broj neutrona u jezgru atoma je A - Z, gdje je A maseni broj datog izotopa (vidi). Proton i neutron koji čine jezgro nazivaju se nukleoni. U jezgri, nukleoni su vezani posebnim nuklearnim silama.

Atomsko jezgro ima ogromnu zalihu energije, koja se oslobađa tokom nuklearnih reakcija. Nuklearne reakcije nastaju kada atomska jezgra stupaju u interakciju s elementarnim česticama ili s jezgrama drugih elemenata. Kao rezultat nuklearnih reakcija nastaju nova jezgra. Na primjer, neutron se može transformirati u proton. U ovom slučaju, beta čestica, odnosno elektron, se izbacuje iz jezgra.

Prijelaz u jezgru protona u neutron može se izvesti na dva načina: ili čestica čija je masa jednaka masi elektrona, ali s pozitivnim nabojem, nazvana pozitron (pozitronski raspad), emitira se iz jezgro, ili jezgro hvata jedan od elektrona iz najbliže K-ljuske (K-capture).

Ponekad formirana jezgra ima višak energije (u pobuđenom je stanju) i, prelazeći u normalno stanje, oslobađa višak energije u obliku elektromagnetnog zračenja vrlo kratke valne dužine -. Energija koja se oslobađa tokom nuklearnih reakcija praktično se koristi u raznim industrijama.

Atom (grč. atomos - nedjeljiv) je najmanja čestica hemijskog elementa koja ima svoja hemijska svojstva. Svaki element se sastoji od određenih vrsta atoma. Struktura atoma uključuje jezgro koje nosi pozitivan električni naboj i negativno nabijene elektrone (vidi), koji formiraju njegove elektronske ljuske. Vrijednost električnog naboja jezgra jednaka je Z-e, gdje je e elementarni električni naboj, jednak po veličini naboju elektrona (4,8 10 -10 e.-st. jedinica), a Z je atomski broj ovog elementa u periodičnom sistemu hemijskih elemenata (vidi .). Budući da je nejonizirani atom neutralan, broj elektrona uključenih u njega također je jednak Z. Sastav jezgra (vidi. Atomsko jezgro) uključuje nukleone, elementarne čestice čija je masa približno 1840 puta veća od mase atoma. elektron (jednako 9,1 10 - 28 g), protoni (vidi), pozitivno nabijeni i neutroni bez naboja (vidi). Broj nukleona u jezgru naziva se maseni broj i označava se slovom A. Broj protona u jezgru, jednak Z, određuje broj elektrona koji ulaze u atom, strukturu elektronske ljuske i hemikaliju svojstva atoma. Broj neutrona u jezgru je A-Z. Izotopi se nazivaju varijeteti istog elementa, čiji se atomi međusobno razlikuju po masenom broju A, ali imaju isti Z. Dakle, u jezgrima atoma različitih izotopa jednog elementa postoji različit broj neutrona sa isti broj protona. Prilikom označavanja izotopa, maseni broj A piše se na vrhu simbola elementa, a atomski broj na dnu; na primjer, izotopi kisika su označeni:

Dimenzije atoma određene su dimenzijama elektronskih omotača i za sve Z su oko 10 -8 cm. Pošto je masa svih elektrona atoma nekoliko hiljada puta manja od mase jezgra, masa atom je proporcionalan masenom broju. Relativna masa atoma datog izotopa određena je u odnosu na masu atoma izotopa ugljika C 12, uzeta kao 12 jedinica, i naziva se izotopska masa. Ispostavilo se da je blizak masenom broju odgovarajućeg izotopa. Relativna težina atoma hemijskog elementa je prosječna (uzimajući u obzir relativnu količinu izotopa datog elementa) vrijednost izotopske težine i naziva se atomska težina (masa).

Atom je mikroskopski sistem, a njegova struktura i svojstva mogu se objasniti samo uz pomoć kvantne teorije, stvorene uglavnom 20-ih godina 20. vijeka i namijenjene da opiše fenomene na atomskoj skali. Eksperimenti su pokazali da mikročestice - elektroni, protoni, atomi itd. - osim korpuskularnih, imaju valna svojstva koja se manifestuju u difrakciji i interferenciji. U kvantnoj teoriji, određeno valno polje karakterizirano valovnom funkcijom (Ψ-funkcija) koristi se za opisivanje stanja mikro-objekata. Ova funkcija određuje vjerovatnoće mogućih stanja mikro-objekta, odnosno karakterizira potencijalne mogućnosti za ispoljavanje jednog ili drugog njegovog svojstva. Zakon varijacije funkcije Ψ u prostoru i vremenu (Schrödingerova jednadžba), koji omogućava pronalaženje ove funkcije, igra istu ulogu u kvantnoj teoriji kao i Newtonovi zakoni kretanja u klasičnoj mehanici. Rješenje Schrödingerove jednačine u mnogim slučajevima dovodi do diskretnih mogućih stanja sistema. Tako se, na primjer, u slučaju atoma dobiva niz valnih funkcija za elektrone koje odgovaraju različitim (kvantiziranim) vrijednostima energije. Sistem energetskih nivoa atoma, izračunat metodama kvantne teorije, dobio je briljantnu potvrdu u spektroskopiji. Prijelaz atoma iz osnovnog stanja koje odgovara najnižem energetskom nivou E 0 u bilo koje od pobuđenih stanja E i događa se kada se apsorbuje određeni dio energije E i - E 0. Pobuđeni atom prelazi u manje pobuđeno ili osnovno stanje, obično uz emisiju fotona. U ovom slučaju, energija fotona hv jednaka je razlici između energija atoma u dva stanja: hv= E i - E k gdje je h Plankova konstanta (6,62·10 -27 erg·sec), v frekvencija svetlosti.

Pored atomskih spektra, kvantna teorija je omogućila da se objasne i druga svojstva atoma. Konkretno, objašnjena je valencija, priroda hemijske veze i struktura molekula, te je stvorena teorija periodnog sistema elemenata.

Atom je najmanja čestica hemijske supstance koja je sposobna da zadrži svoja svojstva. Riječ "atom" dolazi od starogrčkog "atomos", što znači "nedjeljiv". U zavisnosti od toga koliko i koje čestice ima u atomu, možete odrediti hemijski element.

Ukratko o strukturi atoma

Kao što možete ukratko navesti osnovne informacije o čestici sa jednim jezgrom, koja je pozitivno naelektrisana. Oko ovog jezgra je negativno nabijen oblak elektrona. Svaki atom u svom normalnom stanju je neutralan. Veličina ove čestice može se u potpunosti odrediti veličinom elektronskog oblaka koji okružuje jezgro.

Samo jezgro se, pak, sastoji od manjih čestica - protona i neutrona. Protoni su pozitivno nabijeni. Neutroni nemaju naboj. Međutim, protoni se, zajedno s neutronima, kombiniraju u jednu kategoriju i nazivaju se nukleoni. Ako su osnovne informacije o strukturi atoma potrebne ukratko, onda se te informacije mogu ograničiti na navedene podatke..

Prve informacije o atomu

Činjenica da se materija može sastojati od malih čestica sumnjali su čak i stari Grci. Vjerovali su da se sve što postoji sastoji od atoma. Međutim, ovo gledište je bilo čisto filozofske prirode i ne može se tumačiti naučno.

Jedan engleski naučnik prvi je došao do osnovnih podataka o strukturi atoma, koji je bio u stanju da otkrije da dva hemijska elementa mogu da ulaze u različite omjere, a svaka takva kombinacija predstavljaće novu supstancu. Na primjer, osam dijelova elementa kisika stvara ugljični dioksid. Četiri dijela kiseonika su ugljični monoksid.

Dalton je 1803. otkrio takozvani zakon višestrukih odnosa u hemiji. Uz pomoć indirektnih mjerenja (pošto se tada ni jedan atom nije mogao ispitati pod tadašnjim mikroskopom), Dalton je zaključio o relativnoj težini atoma.

Rutherfordovo istraživanje

Gotovo stoljeće kasnije, osnovne informacije o strukturi atoma potvrdio je još jedan engleski hemičar - naučnik je predložio model elektronske ljuske najmanjih čestica.

U to vrijeme, Rutherfordov "Planetarni model atoma" bio je jedan od najvažnijih koraka koje je hemija mogla poduzeti. Osnovni podaci o strukturi atoma svjedočili su da je sličan Sunčevom sistemu: čestice-elektroni rotiraju oko jezgra po strogo određenim orbitama, baš kao što to rade planete.

Elektronska ljuska atoma i formule atoma hemijskih elemenata

Elektronska ljuska svakog od atoma sadrži tačno onoliko elektrona koliko ima protona u njegovom jezgru. Zato je atom neutralan. Godine 1913. drugi naučnik je dobio osnovne informacije o strukturi atoma. Formula Nielsa Bora bila je slična Rutherfordovoj. Prema njegovom konceptu, elektroni se također okreću oko jezgra smještenog u centru. Bohr je finalizirao Rutherfordovu teoriju, uveo sklad u njene činjenice.

Već tada su sastavljene formule nekih hemikalija. Na primjer, shematski je struktura atoma dušika označena kao 1s 2 2s 2 2p 3, struktura atoma natrija je izražena formulom 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1. Kroz ove formule možete vidjeti koliko se elektrona kreće u svakoj od orbitala određene kemikalije.

Schrödinger model

Međutim, tada je ovaj atomski model zastario. Osnovne informacije o strukturi atoma, danas poznate nauci, uveliko su postale dostupne zahvaljujući istraživanju austrijskog fizičara

Predložio je novi model njegove strukture - talasni. Do tada su naučnici već dokazali da je elektron obdaren ne samo prirodom čestice, već ima i svojstva talasa.

Međutim, Schrödinger i Rutherfordov model također ima neke opšte odredbe. Njihove teorije su slične po tome što elektroni postoje na određenim nivoima.

Takvi nivoi se takođe nazivaju elektronskim slojevima. Broj nivoa se može koristiti za karakterizaciju energije elektrona. Što je sloj viši, to ima više energije. Svi nivoi se broje odozdo prema gore, tako da broj nivoa odgovara njegovoj energiji. Svaki od slojeva u elektronskoj ljusci atoma ima svoje podnivoe. U ovom slučaju, prvi nivo može imati jedan podnivo, drugi - dva, treći - tri i tako dalje (vidi gornje elektronske formule dušika i natrijuma).

Čak i manje čestice

U ovom trenutku, naravno, otkrivene su čak i manje čestice od elektrona, protona i neutrona. Poznato je da se proton sastoji od kvarkova. Postoje čak i manje čestice svemira - na primjer, neutrino, koji je sto puta manji od kvarka i milijardu puta manji od protona.

Neutrino je tako mala čestica da je 10 septiliona puta manja od, na primjer, Tyrannosaurus rexa. Sam tiranosaurus je isto toliko puta manji od cijelog vidljivog svemira.

Osnovni podaci o strukturi atoma: radioaktivnost

Oduvijek je bilo poznato da nijedna kemijska reakcija ne može promijeniti jedan element u drugi. Ali u procesu radioaktivne emisije, to se događa spontano.

Radioaktivnošću se naziva sposobnost jezgara atoma da se pretvore u druge jezgre - stabilnije. Kada su ljudi dobili osnovne informacije o strukturi atoma, izotopi bi u određenoj mjeri mogli poslužiti kao oličenje snova srednjovjekovnih alhemičara.

Prilikom raspada izotopa emituje se radioaktivno zračenje. Ovaj fenomen je prvi otkrio Becquerel. Glavni tip radioaktivnog zračenja je alfa raspad. Oslobađa alfa česticu. Postoji i beta raspad, u kojem se beta čestica izbacuje iz jezgra atoma, respektivno.

Prirodni i umjetni izotopi

Trenutno je poznato oko 40 prirodnih izotopa. Većina ih se nalazi u tri kategorije: uranijum-radij, torijum i aktinijum. Svi ovi izotopi se mogu naći u prirodi - u stijenama, tlu, zraku. No, osim njih, poznato je i oko hiljadu umjetno dobivenih izotopa koji se dobivaju u nuklearnim reaktorima. Mnogi od ovih izotopa se koriste u medicini, posebno u dijagnostici..

Proporcije unutar atoma

Ako zamislimo atom čija će veličina biti uporediva s veličinom međunarodnog sportskog stadiona, tada možemo vizualno dobiti sljedeće proporcije. Elektroni atoma na takvom "stadionu" će se nalaziti na samom vrhu tribina. Svaki će biti manji od glave igle. Tada će se jezgro nalaziti u središtu ovog polja, a njegova veličina neće biti veća od veličine zrna graška.

Ponekad se ljudi pitaju kako atom zaista izgleda. Zapravo, bukvalno ne liči ni na šta – ne iz razloga što se u nauci koriste nedovoljno dobri mikroskopi. Dimenzije atoma su u onim područjima gdje koncept "vidljivosti" jednostavno ne postoji.

Atomi su veoma mali. Ali koliko su ove dimenzije zapravo male? Činjenica je da najmanje zrno soli koje je ljudsko oko jedva vidljivo sadrži oko jedan kvintilion atoma.

Ako zamislimo atom takve veličine koji bi mogao stati u ljudsku ruku, onda bi pored njega bili virusi dugi 300 metara. Bakterije bi bile dugačke 3 km, a ljudska kosa debela 150 km. U ležećem položaju mogao je ići izvan granica zemljine atmosfere. A kada bi takve proporcije bile stvarne, onda bi ljudska kosa po dužini mogla doseći mjesec. Ovo je tako složen i zanimljiv atom, čije proučavanje naučnici nastavljaju proučavati do danas.

Svaki dan koristimo neke predmete: uzimamo ih u ruke, vršimo bilo kakve manipulacije na njima - okrećemo ih, pregledavamo i na kraju razbijamo. Da li ste se ikada zapitali od čega su napravljeni ovi predmeti? "O čemu razmišljati? Od metala / drveta / plastike / tkanine!" - odgovoriće mnogi od nas zbunjeno. Ovo je djelimično tačan odgovor. A od čega se ti materijali sastoje - metal, drvo, plastika, tkanina i mnoge druge tvari? Danas ćemo razgovarati o ovom pitanju.

Molekul i atom: definicija

Za upućenu osobu, odgovor je jednostavan i banalan: od atoma i molekula. Ali neki ljudi se zbune i počnu postavljati pitanja: "Šta su atom i molekul? Kako izgledaju?" itd. Odgovorimo na ova pitanja redom. Pa, prvo, šta su atom i molekul? Odmah da vam kažemo da ove definicije nisu ista stvar. Štaviše, to su potpuno različiti pojmovi. Dakle, atom je najmanji dio kemijskog elementa, koji je nosilac njegovih svojstava, čestica materije oskudne mase i veličine. Molekula je električki neutralna čestica koju formira nekoliko povezanih atoma.

Šta je atom: struktura

Atom se sastoji od elektronske ljuske i (fotografija). Zauzvrat, jezgro se sastoji od protona i neutrona, a ljuska - od elektrona. U atomu su protoni pozitivno nabijeni, elektroni negativno, a neutroni uopće nisu nabijeni. Ako broj protona odgovara, onda je atom električno neutralan, tj. ako dodirnemo supstancu formiranu od molekula s takvim atomima, nećemo osjetiti ni najmanji električni impuls. A čak ni računari za teške uslove rada ga neće uhvatiti zbog nedostatka potonjeg. Ali dešava se da ima više protona nego elektrona, i obrnuto. Tada bi bilo ispravnije takve atome nazvati jonima. Ako u njemu ima više protona, onda je električno pozitivno, ali ako prevladavaju elektroni, električno je negativno. Svaki određeni atom ima strogi broj protona, neutrona i elektrona. I to se može izračunati. Predložak za rješavanje problema pronalaženja broja ovih čestica izgleda ovako:

Chem. element - R (umetnuti naziv elementa)
Protoni (p) - ?
Elektroni (e) - ?
Neutroni (n) - ?
Rješenje:
p = serijski broj kem. element R u periodnom sistemu po imenu D.I. Mendeljejev
e = p
n \u003d A r (R) - br. R

Šta je molekul: struktura

Molekul je najmanja čestica hemijske supstance, odnosno već je direktno uključena u njen sastav. Molekul određene tvari sastoji se od nekoliko identičnih ili različitih atoma. Strukturne karakteristike molekula zavise od fizičkih svojstava supstance u kojoj se nalaze. Molekule se sastoje od elektrona i atoma. Lokacija potonjeg može se pronaći pomoću strukturne formule. omogućava vam da odredite tok hemijske reakcije. Obično su neutralni (nemaju električni naboj) i nemaju nesparene elektrone (sve valencije su zasićene). Međutim, oni također mogu biti nabijeni, u tom slučaju njihov pravi naziv je joni. Molekuli također mogu imati nesparene elektrone i nezasićene valence - u ovom slučaju se nazivaju radikali.

Zaključak

Sada znate šta je atom i sve supstance, bez izuzetka, sastoje se od molekula, a potonje su, zauzvrat, izgrađene od atoma. Fizička svojstva tvari određuju raspored i vezu atoma i molekula u njoj.