fbpx
Предметы

Состав и строение атома

В 1911 г. английский физик Эрнест Резерфорд проделал опыт, с помощью которого смог доказать, что в центре атома находится положительно заряженное ядро. Ученый предложил планетарную модель атома.

Согласно планетарной модели атома, в центре атома находится положительно заряженное ядро, а вокруг него вращаются отрицательно заряженные электроны. Массой электрона можно пренебречь, так как она ничтожно мала по сравнению с массой протонов и нейтронов. Ядро, в котором сосредоточена вся масса атома, состоит из двух видов частиц. Этими частицами являются протоны и нейтроны.

Протоны — частицы, имеющие заряд, равный заряду электронов, но противоположный по знаку (+1), и массу, равную массе атома водорода (она принята за 1). Обозначаются протоны знаком р+.

Нейтроны — частицы, не несущие заряда, они нейтральны и имеют массу, равную массе протона, т. е. 1. Обозначают нейтроны знаком n0.

Сумма числа протонов и нейтронов в атоме называется массовым числом. Например, массовое число атома углерода складывается из 6 протонов и 6 нейтронов и, таким образом, равно 12.

Электроны — это элементарные частицы, имеющие заряд -1 и относительную массу, равную 0,0005. Обозначаются знаком (ē).

Атом в целом электронейтрален, так как число протонов и электронов в атоме одинаково и равно порядковому номеру химического элемента в Периодической системе. Например, в ядре атома железа содержится 26 протонов, а вокруг ядра вращается 26 электронов.

Как посчитать число нейтронов? Как вам уже известно, масса атома складывается из масс двух видов частиц, а именно протонов и нейтронов. Зная порядковый номер элемента (Z), т. е. число протонов, и массу атома (Аr), находим число нейтронов (N) по следующей формуле:

N = (Аr) — Z

Например, число нейтронов в атоме железа равно:

N = 56 — 26 = 30.

Обобщенная характеристика частиц атома представлена ниже в таблице 1.

Таблица 1 — Характеристика частиц атома

ЧастицыОбозначенияМассаЗарядПримечание
Протонр+1+1Число протонов равно порядковому номеру элемента
Нейтронn010Число нейтронов находят по формуле N = Аr — Z
Электронē0-1Число электронов равно порядковому номеру элемента

В результате экспериментальных исследований было установлено, что природный углерод имеет три вида атомов с массами 12, 13 и 14; кислород также три — 16, 17 и 18 и т. д.

Разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число, называются изотопами.

Химические элементы, встречающиеся в природе, являются смесью изотопов. Слово изотоп состоит из двух греческих слов: изос — «один» и топос — «место», и означает «занимающий одно место» (клетку) в Периодической системе элементов.

Приводимая в Периодической системе относительная атомная масса химического элемента является средним значением атомных масс природной смеси потопов данного элемента с учетом их содержания в природе, поэтому довольно часто она имеет дробные значения. Например, атомы природного хлора представляют собой смесь двух изотопов с массой 35 (их в природе 75 %) и 37 (их 25 %). Химические свойства изотопов хлора совершенно одинаковы.

С учетом содержания в природе изотопов хлора относительная атомная масса хлора будет равна:

 Аr (CI) = 35 · 0,75 + 37 · 0,25 = 35,453.

Хлор — это единственный атом, для которого относительная атомная масса не округляется до целого числа, а берется значение до десятых (35,5).

К примеру, водород имеет три изотопа: протий (Н), дейтерий (D) и тритий (Т). Все они отличаются своим массовым числом (1, 2 и 3 соответственно). Следовательно, и число нейтронов в атомах будет различным. У протия число нейтронов равно 0, у дейтерия — 1, у трития — 2. 

Зная изотопный состав химических элементов, можно объяснить, почему калий, теллур и некоторые другие элементы с большей атомной массой предшествуют элементам, имеющим меньшую атомную массу. Природный теллур состоит из восьми изотопов. Среди них преобладают потопы с массой ядер 126, 128, 130. Поэтому усредненная атомная масса теллура (127,6) оказывается больше атомной массы йода (127), но заряд теллура меньше (+52), чем заряд ядер атомов йода (+53). Поэтому теллур в периоде располагается раньше йода. 

Таким образом, подводя итоги выше сказанного, можно сделать следующие основные выводы по данной теме:

Атом — это сложная частица, состоящая из ядра и электронов. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Вся масса атома сосредоточена в его ядре.

Атом электронейтрален, так как содержит одинаковое число протонов и электронов, равное порядковому номеру химического элемента.

Разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра. но разное массовое число, называются изотопами.

Задания для самопроверки:

Задание 1

Заряд ядра атома азота равен:

A) 7

B) 14

C) 16   

D) 8  

E) 24

Задание 2

Число протонов в ядре атома криптона :

A) 32

B) 84

C) 70   

D) 36 

E) 48

Задание 3

Число нейтронов в ядре атома цинка:

A) 28   

B) 30   

C) 35   

D) 15 

E) 45

Задание 4

Число электронов в атоме кальция:

A) 35    

B) 32     

C) 40   

D) 12     

E) 20

Задание 5

Изотопы одного химического элемента отличаются между собой:

A) числом протонов

B) числом нейтронов   

C) числом электронов   

D) зарядом ядра  

E) ничем не отличаются

Ответы:

1 – A, 2 –  D, 3 – C, 4 – E, 5 – B.

Понравилась статья? Оцени:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Загрузка...
Полезный материал? Поделись им со своими друзьями, пусть они тоже почитают
Я нашёл ошибку Если вы обнаружили ошибку, свяжитесь с нами с помощью короткой формы обратной связи
О чем эта статья: