Hva går inn i et atom. Hva er et atom: struktur

ATOM(fra det greske atomos - udelelig), den minste partikkelen av et kjemikalie. element, dets sv. Hver kjem. et grunnstoff tilsvarer et sett med visse atomer. Ved å binde seg til hverandre danner atomer av ett eller forskjellige grunnstoffer mer komplekse partikler, for eksempel. . Alle varianter av kjemikalier. in-in (fast, flytende og gassformig) på grunn av dekomp. kombinasjoner av atomer. Atomer kan eksistere i det frie. tilstand (i , ). Hellige øyer av atomet, inkludert de viktigste for atomets evne til å danne et kjemikalie. Comm., bestemmes av funksjonene i strukturen.

Generelle egenskaper ved strukturen til atomet. Et atom består av en positivt ladet kjerne omgitt av en sky av negativt ladede. Dimensjonene til et atom som helhet bestemmes av dimensjonene til elektronskyen og er store sammenlignet med dimensjonene til kjernen til et atom (de lineære dimensjonene til et atom er ~ 10~8 cm, kjernene er ~ 10 " -10" 13 cm). Atomets elektronsky har ikke strengt definerte grenser, så størrelsen på atomet betyr. grader er betingede og avhenger av hvordan de bestemmes (se). Kjernen til et atom består av Z og N holdt av kjernekrefter (se). Positivt ladning og negativ. ladningen er den samme i abs. verdien og er lik e = 1,60 * 10 -19 C; har ikke strøm. lade. Atomladning +Ze - hoved. karakteristisk for et atom som bestemmer dets tilhørighet til et bestemt kjemikalie. element. grunnstoff i det periodiske periodisk system () er lik tallet i kjernen.

I et elektrisk nøytralt atom er tallet i skyen lik tallet i kjernen. Men under visse forhold kan den miste eller feste seg, snu hhv. i posisjon. eller nekte. , f.eks. Li+, Li 2+ eller O-, O 2-. Når vi snakker om atomer av et bestemt grunnstoff, betyr de både nøytrale atomer og dette elementet.

Massen til et atom bestemmes av massen til kjernen; massen (9,109 * 10 -28 g) er omtrent 1840 ganger mindre enn massen eller ( 1,67 * 10 -24 g), så bidraget til massen til atomet er ubetydelig. Det totale antallet og A \u003d Z + N kalt. . og ladningen til kjernen er angitt hhv. superscript og subscript til venstre for elementsymbolet, f.eks. 23 11 Na. Den typen atomer av ett grunnstoff med en viss verdi N kalles. . Atomer av samme grunnstoff med samme Z og forskjellig N kalles. dette elementet. Forskjellen i masse har liten effekt på deres kjemikalier. og fysisk St. wah. De fleste betyr, forskjeller () er observert i på grunn av den store relative. forskjeller i massene til et vanlig atom (), D og T. De nøyaktige verdiene av massene av atomer bestemmes av metoder.

Den stasjonære tilstanden til et ett-elektronatom er unikt karakterisert ved fire kvantetall: n, l, m l og m s . Energien til et atom avhenger bare av n, og et nivå med en gitt n tilsvarer en rekke tilstander som er forskjellige i verdiene l, m l , m s . Stater med gitt n og l er vanligvis betegnet som 1s, 2s, 2p, 3s, etc., hvor tallene indikerer verdiene til l, og bokstavene s, p, d, f og videre på latin tilsvarer verdiene ​​q = 0, 1, 2, 3, ... Antall diff. stater med gitt n og q er 2(2l + 1) antall kombinasjoner av verdier m l og m s . Totalt antall des. stater med gitt n er , dvs. nivåer med verdier n = 1, 2, 3, ... tilsvarer 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . Nivået, som bare én tilsvarer (én bølgefunksjon), kalles. ikke-degenerert. Hvis nivået tilsvarer to eller flere, kalles det. degenerere (se ). I atomet er energinivåene degenerert i form av l og m l ; degenerasjon i m s skjer bare tilnærmet, dersom interaksjonen ikke er tatt i betraktning. spinn magnet. dreiemoment med magnet felt på grunn av orbital bevegelse i elektrisk. kjernefelt (se). Dette er en relativistisk effekt, liten i forhold til Coulomb-interaksjonen, men den er fundamentalt viktig, fordi fører til ytterligere splitting av energinivåer, som manifesterer seg i form av den såkalte. fin struktur.

Gitt n, l og m l, bestemmer kvadratet av modulen til bølgefunksjonen den gjennomsnittlige fordelingen for elektronskyen i atomet. Forskj. atomer skiller seg betydelig fra hverandre i fordeling (fig. 2). Således, for l = 0 (s-tilstander) er den ikke null i sentrum av atomet og er ikke avhengig av retningen (dvs. den er sfærisk symmetrisk), for andre tilstander er den lik null i sentrum av atomet og avhenger av retningen.

Ris. 2. Formen av elektronskyer for ulike tilstander av atomet.

I multielektronatomer på grunn av den gjensidige elektrostatiske. frastøting reduserer deres forbindelse med kjernen betydelig. For eksempel er energien for separasjon fra He + 54,4 eV, i et nøytralt He-atom er den mye mindre - 24,6 eV. For tyngre atomer er bindingen ekstern. med kjernen er enda svakere. En viktig rolle i mange-elektronatomer spilles av spesifisitet. , assosiert med umulig å skille, og det faktum at de adlyder, ifølge Krom, i hver karakterisert ved fire kvantetall, kan det ikke være mer enn ett. For et multielektronatom er det fornuftig å bare snakke om hele atomet som helhet. Imidlertid omtrent, i den såkalte. en-elektron tilnærming, kan man vurdere separat og karakterisere hver en-elektron tilstand (en viss orbital, beskrevet av den tilsvarende funksjonen) ved et sett med fire kvantetall n, l, m l og m s. Mengden 2(2l + 1) i en tilstand med gitt n og l danner et elektronskall (også kalt et undernivå, underskall); hvis alle disse statene er okkupert, kalles skallet. fylt (stengt). Et sett med 2p 2 tilstander med samme n men forskjellig l danner et elektronisk lag (også kalt et nivå, et skall). For n = 1, 2, 3, 4, ... er lag angitt med symbolene K, L, M, N, ... Tallet i skjell og lag når de er helt fylt er gitt i tabellen:

Mellom stasjonære tilstander i et atom er mulig. Under overgangen fra et høyere energinivå E i til et lavere E k avgir atomet energi (E i - Ek k), under den omvendte overgangen mottar det den. Under strålingsoverganger sender eller absorberer et atom et elektromagnetkvante. stråling (foton). Mulig og når atomet gir eller mottar energi i samspillet. med andre partikler, som den kolliderer med (for eksempel i) eller er langsiktig forbundet (i. Kjemiske egenskaper bestemmes av strukturen til de ytre elektronskallene til atomer, der de er relativt svakt forbundet (bindingsenergier fra flere eV opptil flere titalls eV). Strukturen til de ytre skallene til atomer av kjemiske elementer i en gruppe (eller undergruppe) av et periodisk system er lik, noe som forårsaker likheten mellom kjemiske egenskaper i disse elementene. Med en økning i antall i et fyllingsskall, deres bindingsenergi, som regel, øker, har høyest bindingsenergi i et lukket skall Derfor gir atomer med ett eller flere i et delvis fylt ytre skall dem bort i kjemiske løsninger skjell, vanligvis ta dem inn. Atomer med lukkede ytre skall går under normale forhold ikke inn i kjemisk p-sjon.

Strukturen til det indre skall av atomer, to-rykh er forbundet mye sterkere (bindingsenergi 10 2 -10 4 eV), vises bare når interaksjonen. atomer med raske partikler og høyenergifotoner. Slike interaksjoner bestemme arten av røntgenspektra og spredningen av partikler ( , ) av atomer (se ). Massen til et atom bestemmer dets fysiske. St-va, som en impuls, kinetisk. energi. Fra mekanisk og relatert magn. og elektrisk øyeblikk av kjernen til et atom avhenger av noen subtile fysiske. effekter (avhenger av frekvensen av strålingen, som bestemmer avhengigheten av brytningsindeksen til stoffet knyttet til atomet på det. Det nære forholdet mellom atomets optiske egenskaper og dets elektriske egenskaper er spesielt uttalt i de optiske spektrene.

===
Bruk litteratur for artikkelen "ATOM": Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Structure, 3. utgave, M., 1978; E. V. Schloeki, Atomic Physics, 7. utgave, bind 1-2, M., 1984. M. A. Elyashevich.

Side "ATOM" tilberedt av materialer.

Det moderne mennesket hører stadig setninger som inneholder derivater av ordet "atom". Det er energi, et kraftverk, en bombe. Noen tar det for gitt, og noen stiller spørsmålet: «Hva er et atom?».

Hva betyr dette ordet?

Den har gamle greske røtter. Det kommer fra "atomos", som bokstavelig talt betyr "uklippet".

Noen som allerede er litt kjent med atomets fysikk vil bli indignert: "Hvordan" ukuttet "? Den består av en slags partikler!" Saken er at navnet dukket opp da forskerne ennå ikke visste at atomer ikke er de minste partiklene.

Etter eksperimentelt bevis på dette faktum, ble det besluttet å ikke endre det vanlige navnet. Og i 1860 begynte "atom" å bli kalt den minste partikkelen som har alle egenskapene til det kjemiske elementet den tilhører.

Hva er større enn et atom og mindre enn det?

Molekylet er alltid større. Den er dannet av flere atomer og er den minste materiepartikkelen.

Og her er mindre - elementære partikler. For eksempel elektroner og protoner, nøytroner og kvarker. Det er mange av dem.

Mye er allerede sagt om ham. Men det er fortsatt ikke veldig klart hva et atom er.

Hva er han egentlig?

Spørsmålet om hvordan man skal representere en modell av et atom har lenge opptatt forskere. I dag er den foreslåtte av E. Rutherford og ferdigstilt av N. Bor blitt vedtatt. Ifølge den er atomet delt i to deler: kjernen og elektronskyen.

Mesteparten av massen til et atom er konsentrert i senteret. Kjernen består av nøytroner og protoner. Og elektronene i atomet befinner seg i tilstrekkelig stor avstand fra sentrum. Det viser seg noe som ligner på solsystemet. I sentrum, som solen, kjernen, og rundt den kretser elektronene i sine baner, som planeter. Derfor kalles modellen ofte planetarisk.

Interessant nok opptar kjernen og elektronene en veldig liten plass sammenlignet med de totale dimensjonene til atomet. Det viser seg at i sentrum er det en liten kjerne. Så tomhet. Et veldig stort tomrom. Og så en smal stripe med små elektroner.

Forskere kom ikke umiddelbart til en slik modell av atomer. Før dette ble det lagt frem mange antakelser, som ble tilbakevist av eksperimenter.

En av disse ideene var å representere atomet som et fast legeme som har en positiv ladning. Og elektronene i atomet ble foreslått plassert i hele denne kroppen. Denne ideen ble fremmet av J. Thomson. Hans modell av atomet ble også kalt Raisin Pudding. Modellen minnet mye om denne retten.

Men hun var uholdbar, fordi hun ikke kunne forklare noen av egenskapene til atomet. Derfor ble hun avvist.

Da den japanske forskeren H. Nagaoka ble spurt om hva et atom er, foreslo en slik modell. Etter hans mening har denne partikkelen en fjern likhet med planeten Saturn. Kjernen er i sentrum, og elektronene kretser rundt den i baner forbundet i en ring. Til tross for at modellen ikke ble akseptert, ble noen av bestemmelsene brukt i planetsystemet.

På tallene knyttet til atomet

Først om fysiske mengder. Den totale ladningen til et atom er alltid null. Dette skyldes det faktum at antallet elektroner og protoner i den er det samme. Og ladningen deres er den samme i størrelsesorden og har motsatte fortegn.

Situasjoner oppstår ofte når et atom mister elektroner eller tvert imot tiltrekker seg ekstra. I slike situasjoner sier de at han har blitt et ion. Og ladningen avhenger av hva som skjedde med elektronene. Hvis antallet har blitt mindre, er ladningen til ionet positiv. Når det er flere elektroner, blir ionet negativt.

Nå om kjemi. Denne vitenskapen, som ingen annen, gir mest av alt en forståelse av hva et atom er. Tross alt er selv hovedtabellen, som er studert i den, basert på det faktum at atomene er plassert i den i en viss rekkefølge. Vi snakker om det periodiske system.

I den er hvert element tildelt et spesifikt nummer, som er assosiert med antall protoner i kjernen. Det er vanligvis betegnet med bokstaven z.

Den neste verdien er massetallet. Det er lik summen av protoner og nøytroner i kjernen til et atom. Betegnelsen er akseptert av bokstaven A.

De to angitte tallene er relatert til hverandre med følgende likhet:

A=z+N.

Her er N antall nøytroner i atomkjernen.

En annen viktig størrelse er massen til et atom. For å måle det, er en spesiell verdi introdusert. Det er forkortet: a.u.m. Og den leses som en atommasseenhet. Basert på denne enheten har de tre partiklene som utgjør alle atomene i universet masser:

Disse verdiene er ofte nødvendige for å løse kjemiske problemer.

Et atom er den minste partikkelen i et kjemisk grunnstoff som beholder alle sine kjemiske egenskaper. Et atom består av en positivt ladet kjerne og negativt ladede elektroner. Ladningen til kjernen til ethvert kjemisk element er lik produktet av Z ved e, der Z er serienummeret til dette elementet i det periodiske systemet av kjemiske elementer, e er verdien av den elementære elektriske ladningen.

Elektron- dette er den minste partikkelen av et stoff med negativ elektrisk ladning e=1,6·10 -19 coulombs, tatt som en elementær elektrisk ladning. Elektroner, som roterer rundt kjernen, er plassert på elektronskallene K, L, M osv. K er skallet nærmest kjernen. Størrelsen på et atom bestemmes av størrelsen på elektronskallet. Et atom kan miste elektroner og bli et positivt ion, eller få elektroner og bli et negativt ion. Ladningen til et ion bestemmer antall elektroner som går tapt eller oppnådd. Prosessen med å gjøre et nøytralt atom til et ladet ion kalles ionisering.

atomkjernen(den sentrale delen av atomet) består av elementære kjernefysiske partikler - protoner og nøytroner. Radiusen til kjernen er omtrent hundre tusen ganger mindre enn radiusen til atomet. Tettheten til atomkjernen er ekstremt høy. Protoner– Dette er stabile elementarpartikler som har en enhet positiv elektrisk ladning og en masse 1836 ganger større enn massen til et elektron. Protonet er kjernen til det letteste grunnstoffet, hydrogen. Antall protoner i kjernen er Z. Nøytron er en nøytral (ikke elektrisk ladning) elementarpartikkel med en masse veldig nær massen til et proton. Siden massen til kjernen er summen av massen av protoner og nøytroner, er antallet nøytroner i kjernen til et atom A - Z, hvor A er massetallet til en gitt isotop (se). Protonet og nøytronet som utgjør kjernen kalles nukleoner. I kjernen er nukleoner bundet av spesielle kjernekrefter.

Atomkjernen har et enormt energilager, som frigjøres under kjernefysiske reaksjoner. Kjernereaksjoner oppstår når atomkjerner samhandler med elementære partikler eller med kjernene til andre elementer. Som et resultat av kjernefysiske reaksjoner dannes nye kjerner. For eksempel kan et nøytron forvandles til et proton. I dette tilfellet blir en beta-partikkel, det vil si et elektron, kastet ut fra kjernen.

Overgangen i kjernen til et proton til et nøytron kan utføres på to måter: enten sendes en partikkel med masse lik massen til et elektron, men med positiv ladning, kalt positron (positronforfall), ut fra kjernen, eller kjernen fanger et av elektronene fra nærmeste K-skall (K -fangst).

Noen ganger har den dannede kjernen et overskudd av energi (den er i en opphisset tilstand) og, som går over i normal tilstand, frigjør overflødig energi i form av elektromagnetisk stråling med en veldig kort bølgelengde -. Energien som frigjøres under kjernefysiske reaksjoner brukes praktisk talt i ulike industrier.

Et atom (gresk atomos - udelelig) er den minste partikkelen i et kjemisk grunnstoff som har sine kjemiske egenskaper. Hvert element er bygd opp av visse typer atomer. Strukturen til et atom inkluderer kjernen som bærer en positiv elektrisk ladning, og negativt ladede elektroner (se), og danner dets elektroniske skall. Verdien av den elektriske ladningen til kjernen er lik Z-e, der e er den elementære elektriske ladningen, lik i størrelse med ladningen til elektronet (4,8 10 -10 e.-st. enheter), og Z er atomnummeret av dette grunnstoffet i det periodiske systemet av kjemiske elementer (se .). Siden et ikke-ionisert atom er nøytralt, er antallet elektroner inkludert i det også lik Z. Sammensetningen av kjernen (se. Atomkjernen) inkluderer nukleoner, elementærpartikler med en masse som er omtrent 1840 ganger større enn massen til en elektron (lik 9,1 10 - 28 g), protoner (se), positivt ladede og ladningsløse nøytroner (se). Antall nukleoner i kjernen kalles massetallet og er betegnet med bokstaven A. Antall protoner i kjernen, lik Z, bestemmer antall elektroner som kommer inn i atomet, strukturen til elektronskjellene og kjemikaliet egenskapene til atomet. Antall nøytroner i kjernen er A-Z. Isotoper kalles varianter av samme grunnstoff, hvis atomer skiller seg fra hverandre i massenummer A, men har samme Z. I kjernene av atomer av forskjellige isotoper av ett element er det således et annet antall nøytroner med samme antall protoner. Ved utpeking av isotoper skrives massetallet A øverst på grunnstoffsymbolet, og atomnummeret nederst; for eksempel er isotoper av oksygen betegnet:

Dimensjonene til et atom bestemmes av dimensjonene til elektronskallene og for alle er Z ca 10 -8 cm Siden massen til alle elektronene i atomet er flere tusen ganger mindre enn massen til kjernen, vil massen av atomet er proporsjonalt med massetallet. Den relative massen til et atom i en gitt isotop bestemmes i forhold til massen til et atom i karbonisotopen C 12, tatt som 12 enheter, og kalles isotopmassen. Det viser seg å være nær massetallet til den tilsvarende isotopen. Den relative vekten til et atom til et kjemisk grunnstoff er gjennomsnittsverdien (med tanke på den relative overfloden av isotopene til et gitt element) av isotopvekten og kalles atomvekten (massen).

Et atom er et mikroskopisk system, og dets struktur og egenskaper kan bare forklares ved hjelp av kvanteteori, skapt hovedsakelig på 20-tallet av 1900-tallet og ment å beskrive fenomener i atomskala. Eksperimenter har vist at mikropartikler – elektroner, protoner, atomer osv. – i tillegg til korpuskulære, har bølgeegenskaper som viser seg i diffraksjon og interferens. I kvanteteorien brukes et bestemt bølgefelt preget av en bølgefunksjon (Ψ-funksjon) for å beskrive tilstanden til mikroobjekter. Denne funksjonen bestemmer sannsynlighetene for mulige tilstander til et mikroobjekt, det vil si at den karakteriserer de potensielle mulighetene for manifestasjon av en eller annen av dens egenskaper. Variasjonsloven til funksjonen Ψ i rom og tid (Schrödinger-ligningen), som gjør det mulig å finne denne funksjonen, spiller samme rolle i kvanteteorien som Newtons bevegelseslover i klassisk mekanikk. Løsningen av Schrödinger-ligningen fører i mange tilfeller til diskrete mulige tilstander i systemet. Så, for eksempel, når det gjelder et atom, oppnås en serie bølgefunksjoner for elektroner som tilsvarer forskjellige (kvantiserte) energiverdier. Systemet med energinivåer til atomet, beregnet ved kvanteteoriens metoder, har fått strålende bekreftelse i spektroskopi. Overgangen til et atom fra grunntilstanden som tilsvarer det laveste energinivået E 0 til en hvilken som helst av de eksiterte tilstandene E i skjer når en viss del av energien E i - E 0 absorberes. Et eksitert atom går inn i en mindre eksitert eller grunntilstand, vanligvis med emisjon av et foton. I dette tilfellet er fotonenergien hv lik forskjellen mellom energiene til et atom i to tilstander: hv= E i - E k hvor h er Plancks konstant (6,62·10 -27 erg·sek), v er frekvensen av lys.

I tillegg til atomspektre har kvanteteorien gjort det mulig å forklare andre egenskaper ved atomer. Spesielt ble valens, naturen til den kjemiske bindingen og strukturen til molekyler forklart, og teorien om det periodiske systemet av elementer ble skapt.

Et atom er den minste partikkelen i et kjemisk stoff som er i stand til å beholde egenskapene sine. Ordet "atom" kommer fra det gamle greske "atomos", som betyr "udelelig". Avhengig av hvor mange og hvilke partikler som er i atomet, kan du bestemme det kjemiske elementet.

Kort om strukturen til atomet

Som du kort kan liste den grunnleggende informasjonen om er en partikkel med en kjerne, som er positivt ladet. Rundt denne kjernen er en negativt ladet sky av elektroner. Hvert atom i sin normale tilstand er nøytralt. Størrelsen på denne partikkelen kan bestemmes fullstendig av størrelsen på elektronskyen som omgir kjernen.

Selve kjernen består på sin side også av mindre partikler - protoner og nøytroner. Protoner er positivt ladet. Nøytroner har ingen ladning. Imidlertid er protoner, sammen med nøytroner, kombinert i en kategori og kalles nukleoner. Hvis grunnleggende informasjon om strukturen til atomet er nødvendig kort, kan denne informasjonen begrenses til de oppførte dataene..

Den første informasjonen om atomet

Det faktum at materie kan bestå av små partikler ble mistenkt selv av de gamle grekerne. De trodde at alt som eksisterer består av atomer. Imidlertid var dette synet rent filosofisk og kan ikke tolkes vitenskapelig.

En engelsk vitenskapsmann var den første som fikk grunnleggende informasjon om strukturen til atomet.Det var denne forskeren som kunne oppdage at to kjemiske grunnstoffer kan inngå i forskjellige forhold, og hver slik kombinasjon vil representere et nytt stoff. For eksempel gir åtte deler av grunnstoffet oksygen opphav til karbondioksid. Fire deler oksygen er karbonmonoksid.

I 1803 oppdaget Dalton den såkalte loven om flere forhold i kjemi. Ved hjelp av indirekte målinger (siden ikke et eneste atom da kunne undersøkes under daværende mikroskoper), konkluderte Dalton om den relative vekten av atomer.

Rutherfords forskning

Nesten et århundre senere ble den grunnleggende informasjonen om strukturen til atomer bekreftet av en annen engelsk kjemiker - forskeren foreslo en modell av elektronskallet til de minste partiklene.

På den tiden var Rutherfords "Planetary Model of the Atom" et av de viktigste stegene kjemien kunne ta. Grunnleggende informasjon om strukturen til atomet vitnet om at det ligner på solsystemet: partikler-elektroner roterer rundt kjernen i strengt definerte baner, akkurat som planetene gjør.

Elektronisk skall av atomer og formler for atomer av kjemiske elementer

Elektronskallet til hvert av atomene inneholder nøyaktig like mange elektroner som det er protoner i kjernen. Derfor er atomet nøytralt. I 1913 mottok en annen forsker grunnleggende informasjon om atomets struktur. Niels Bohrs formel var lik Rutherfords. Ifølge konseptet hans kretser også elektroner rundt kjernen som ligger i sentrum. Bohr fullførte Rutherfords teori, introduserte harmoni i dens fakta.

Allerede da ble formlene for noen kjemikalier utarbeidet. For eksempel er strukturen til nitrogenatomet skjematisk betegnet som 1s 2 2s 2 2p 3, strukturen til natriumatomet er uttrykt med formelen 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1. Gjennom disse formlene kan du se hvor mange elektroner som beveger seg i hver av orbitalene til et bestemt kjemikalie.

Schrödinger modell

Imidlertid ble denne atommodellen utdatert. Grunnleggende informasjon om strukturen til atomet, kjent for vitenskapen i dag, har i stor grad blitt tilgjengelig takket være forskningen til den østerrikske fysikeren

Han foreslo en ny modell av strukturen - en bølge. På dette tidspunktet hadde forskere allerede bevist at elektronet ikke bare var utstyrt med naturen til en partikkel, men hadde egenskapene til en bølge.

Schrödinger- og Rutherford-modellen har imidlertid også noen generelle bestemmelser. Teoriene deres er like ved at elektroner eksisterer på visse nivåer.

Slike nivåer kalles også elektroniske lag. Nivåtallet kan brukes til å karakterisere energien til et elektron. Jo høyere laget er, jo mer energi har det. Alle nivåer telles fra bunn til topp, så nivånummeret tilsvarer energien. Hvert av lagene i elektronskallet til et atom har sine egne undernivåer. I dette tilfellet kan det første nivået ha ett undernivå, det andre - to, det tredje - tre, og så videre (se de elektroniske formlene ovenfor for nitrogen og natrium).

Enda mindre partikler

For øyeblikket er det selvsagt oppdaget enda mindre partikler enn elektronet, protonet og nøytronet. Det er kjent at protonet består av kvarker. Det er enda mindre partikler i universet - for eksempel et nøytrino, som er hundre ganger mindre enn en kvark og en milliard ganger mindre enn et proton.

En nøytrino er en så liten partikkel at den er 10 septillioner ganger mindre enn for eksempel en Tyrannosaurus rex. Selve tyrannosaurusen er like mange ganger mindre enn hele det observerbare universet.

Grunnleggende informasjon om strukturen til atomet: radioaktivitet

Det har alltid vært kjent at ingen kjemisk reaksjon kan forandre ett grunnstoff til et annet. Men i prosessen med radioaktivt utslipp skjer dette spontant.

Radioaktivitet kalles evnen til atomkjernene til å bli til andre kjerner - mer stabile. Når folk fikk grunnleggende informasjon om strukturen til atomer, kunne isotoper til en viss grad tjene som legemliggjørelsen av middelalderens alkymisters drømmer.

Under isotopers forfall sendes det ut radioaktiv stråling. Dette fenomenet ble først oppdaget av Becquerel. Hovedtypen radioaktiv stråling er alfa-forfall. Det frigjør en alfapartikkel. Det er også beta-forfall, der en beta-partikkel blir kastet ut fra henholdsvis kjernen til et atom.

Naturlige og kunstige isotoper

For tiden er rundt 40 naturlige isotoper kjent. De fleste av dem er plassert i tre kategorier: uran-radium, thorium og aktinium. Alle disse isotopene finnes i naturen - i bergarter, jord, luft. Men foruten dem er det også kjent rundt tusen kunstig avledede isotoper, som oppnås i atomreaktorer. Mange av disse isotopene brukes i medisin, spesielt i diagnostikk..

Proporsjoner innenfor et atom

Hvis vi forestiller oss et atom, hvis størrelse vil være sammenlignbar med størrelsen på en internasjonal sportsstadion, kan vi visuelt oppnå følgende proporsjoner. Elektronene til et atom i et slikt «stadion» vil være plassert helt øverst på tribunen. Hver av dem vil være mindre enn et knappenålshode. Da vil kjernen være plassert i sentrum av dette feltet, og størrelsen vil ikke være større enn størrelsen på en ert.

Noen ganger spør folk hvordan et atom egentlig ser ut. Faktisk ser det bokstavelig talt ikke ut som noe - ikke av den grunn at det brukes utilstrekkelig gode mikroskoper i vitenskapen. Dimensjonene til et atom er i de områdene hvor konseptet "synlighet" rett og slett ikke eksisterer.

Atomer er veldig små. Men hvor små er egentlig disse dimensjonene? Faktum er at det minste saltkornet som knapt er synlig for det menneskelige øyet inneholder omtrent en kvintillion atomer.

Hvis vi ser for oss et atom av en slik størrelse som kan passe i en menneskelig hånd, så vil det ved siden av det være virus på 300 meter. Bakterier ville være 3 km lange og et menneskehår ville være 150 km tykt. I liggende stilling kunne han gå utover grensene til jordens atmosfære. Og hvis slike proporsjoner var ekte, kunne et menneskehår i lengde nå månen. Dette er et så komplekst og interessant atom, studien som forskere fortsetter å studere til i dag.

Hver dag bruker vi noen gjenstander: vi tar dem i hendene våre, vi utfører manipulasjoner på dem - vi snur dem, undersøker dem og bryter dem til slutt. Har du noen gang lurt på hva disse gjenstandene er laget av? "Hva er det å tenke på? Fra metall / tre / plast / stoff!" – mange av oss vil svare forvirret. Dette er delvis det riktige svaret. Og hva består disse materialene av - metall, tre, plast, stoff og mange andre stoffer? I dag skal vi diskutere dette problemet.

Molekyl og atom: definisjon

For en kunnskapsrik person er svaret på det enkelt og banalt: fra atomer og molekyler. Men noen mennesker blir forvirret og begynner å stille spørsmål: "Hva er et atom og et molekyl? Hvordan ser de ut?" etc. La oss svare på disse spørsmålene i rekkefølge. Vel, først av alt, hva er et atom og et molekyl? La oss fortelle deg med en gang at disse definisjonene ikke er det samme. Dessuten er de helt forskjellige begreper. Så et atom er den minste delen av et kjemisk element, som er bæreren av dets egenskaper, en partikkel av materie med liten masse og størrelse. Et molekyl er en elektrisk nøytral partikkel som er dannet av flere sammenkoblede atomer.

Hva er et atom: struktur

Et atom består av et elektronskall og (foto). I sin tur består kjernen av protoner og nøytroner, og skallet - av elektroner. I et atom er protoner positivt ladet, elektroner er negativt ladet, og nøytroner er ikke ladet i det hele tatt. Hvis antallet protoner tilsvarer, så er atomet elektrisk nøytralt, dvs. hvis vi berører et stoff som er dannet av molekyler med slike atomer, vil vi ikke føle den minste elektriske impuls. Og selv tunge datamaskiner vil ikke fange det på grunn av mangelen på sistnevnte. Men det hender at det er flere protoner enn elektroner, og omvendt. Da ville det vært riktigere å kalle slike atomer ioner. Hvis det er flere protoner i den, så er den elektrisk positiv, men hvis elektroner dominerer, er den elektrisk negativ. Hvert spesifikt atom har et strengt antall protoner, nøytroner og elektroner. Og det kan beregnes. Malen for å løse problemer med å finne antallet av disse partiklene ser slik ut:

Chem. element - R (sett inn elementnavn)
Protoner (p) - ?
Elektroner (e) - ?
Nøytroner (n) - ?
Løsning:
p = serienummeret til kjemikaliet. grunnstoff R i det periodiske systemet oppkalt etter D.I. Mendeleev
e = p
n \u003d A r (R) - nr. R

Hva er et molekyl: struktur

Et molekyl er den minste partikkelen av et kjemisk stoff, det vil si at det allerede er direkte inkludert i sammensetningen. Et molekyl av et bestemt stoff består av flere identiske eller forskjellige atomer. De strukturelle egenskapene til molekyler avhenger av de fysiske egenskapene til stoffet de er tilstede i. Molekyler er bygd opp av elektroner og atomer. Plasseringen av sistnevnte kan bli funnet ved hjelp av strukturformelen. lar deg bestemme forløpet av en kjemisk reaksjon. De er vanligvis nøytrale (har ingen elektrisk ladning) og har ingen uparrede elektroner (alle valenser er mettede). Imidlertid kan de også lades, i så fall er deres riktige navn ioner. Molekyler kan også ha uparrede elektroner og umettede valenser – i dette tilfellet kalles de radikaler.

Konklusjon

Nå vet du hva et atom er og Alle stoffer, uten unntak, er sammensatt av molekyler, og sistnevnte er på sin side bygget av atomer. De fysiske egenskapene til et stoff bestemmer arrangementet og bindingen av atomer og molekyler i det.