Основні відомості про будову атомів
Ви вже знаєте, що будь-який хімічний елемент, як правило, може існувати в трьох формах: вільні атоми, прості речовини і складні речовини. Розглянемо першу форму – вільні атоми.
Поняття “атом” виникло ще в античному світі для позначення частинок речовини. У перекладі з грецької атом означає “неподільний”.
Відкриття, зроблені вченими-фізиками, довели, що атом має складну будову – складається з більш дрібних (елементарних) частинок.
Як же влаштований атом?
У 1910 р в Кембриджі, поблизу Лондона, Ернест Резер-форд зі своїми учнями та колегами вивчав розсіювання а-частинок, що проходять через тоненьку золоту фольгу і потрапляли на екран. Альфа-частинки зазвичай трохи відхилялися від первісного напрямку, всього на один градус, підтверджуючи, здавалося б, рівномірність і однорідність властивостей атомів золота. І раптом – о диво! – Дослідники помітили, що деякі а-частинки різко змінювали напрямок руху, ніби наштовхувалися на якусь перешкоду.
Розмістивши екран перед фольгою, Е. Резерфорд зумів виявити навіть ті рідкісні випадки, коли а-частинки, відбившись від атомів золота, летіли у зворотному напрямку.
Розрахунки показали, що спостережувані ними явища могли статися, якби вся маса атома і весь його позитивний заряд були зосереджені в крихітному центральному ядрі. Радіус ядра, як з’ясувалося, в 100000 разів менше радіуса всього атома, тій його області, в якій
Планетарна модель будови атома
знаходяться електрони, що мають негативний заряд. Якщо застосувати образне порівняння, то весь обсяг атома можна уподібнити стадіону в Лужниках, а ядро - футбольному м’ячу, покладеному в центр поля.
Атом будь-якого хімічного елемента – як б крихітна Сонячна система (рис. 30). Тому таку модель атома, запропоновану Е. Резерфордом, називають планетарною.
Але і це не все. Виявляється, крихітне атомне ядро, в якому зосереджена вся маса атома, складається з елементарних частинок двох видів – протонів і нейтронів.
Протони (табл. 2) мають заряд, рівний заряду електронів, але протилежний за знаком (+1), і масу (вона прийнята в хімії за одиницю), приблизно рівну масі атома водню. Позначаються протони знаком (або р +).
Нейтрони не несуть заряду, вони нейтральні і мають масу, приблизно рівну масі протона, т. Е. 1. Позначають нейтрони знаком (або n °).
Електрони позначають знаком е. Так як масоюелектрона, мізерно малою, можна знехтувати, то очевидно, що в ядрі зосереджена вся маса атома.
Суму чисел протонів і нейтронів в атомі називають масовим числом (А).
Оскільки атом електронейтрален, то також очевид але, що число протонів і електронів в атомі оди наково. Воно відповідає порядковому номеру хімічного елемента в Періодичній системі Д. І. Менделєєва. Наприклад, в ядрі атома заліза зі тримається 26 протонів, а навколо ядра розташовуються 26 електронів.
А як визначити число нейтронів в атомі?
Як вам уже відомо, маса атома складається з маси протонів і нейтронів. Знаючи порядковий номер елемента (Z), т. Е. Число протонів, і масове число (А), рівне сумі чисел протонів і нейтронів, можна знайти число нейтронів (N) за формулою.
Склад атомних ядер хімічних елементів № 1-20 в Періодичній системі Д. І. Менделєєва представлений на малюнку 31. Чи можна розглядати атом, помацати і навіть пересунути його? Здавалося б, немає, – настільки він малий. Але сучасні прилади дозволяють зробити це.
Швейцарські вчені Г. Бінніг і Г. Рорер створили мікроскоп, який дозволив побачити реальні атоми і молекули. За це відкриття вони в 1986 р отримали
Нобелівську премію. Такий мікроскоп отримав назву скануючого (рис. 32), так як в ньому в ролі сканера виступає дуже тонка голка-щуп, яку ведуть у самої поверхні досліджуваної речовини. Нерівність цієї поверхні, створювані атомами (опуклості і западини), як би промацуються електричним струмом, що виникають між голкою і частинками, які утворюють досліджувану поверхню (рис. 33). В результаті за допомогою потужного комп’ютера отримане зображення поверхні, побудоване з окремих атомів, виникає на моніторі.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)