Atomin rakenteen perusteet. Vain kompleksista. Kemia (Atomin rakenne) (esitys) Radan täytön periaatteet

laboratoriotyöt

käytännön oppitunteja

itsenäistä luokkatyötä

riippumaton Kotitehtävät(tyypillinen laskelma)

kontrolli (puolustukset, keskustelut, koe, tentti)

Oppikirjoja ja opinto-oppaita

N.V. Korovin. yleinen kemia

Yleinen kemian kurssi. Teoria ja ongelmat (toimittajina N.V. Korovin, B.I. Adamson)

N.V. Korovin ja muut. Laboratoriotyöt kemiassa

Kalenterisuunnitelma

elektrolyytit,

Kemiallinen ekvivalentti

hydrolyysi, PR

Sähköinen muoto -

13(2 )

GE, elektrolyysi,

27(13,16)

14(2 )

korroosio

kvanttiluku

17(2 )

18(2 )

Kemiallinen sidos

komplekseja

Termodynamiikka

Kinetiikka.

6(2,3 )

Tasapaino

Johdatus kemian kurssille

Energiainstituutin kemia on perustavanlaatuinen yleinen teoreettinen tieteenala.

kemia - luonnontiede, joka tutkii aineiden koostumusta, rakennetta, ominaisuuksia ja muunnoksia sekä näitä muutoksia seuraavia ilmiöitä.

M.V. Lomonosov

D.I. Mendelejev

"Kemiallinen

"Kemian perusteet" 1871

katsoo

ominaisuuksia

d.) - "Kemia -

muutoksia

elementtien oppi ja

selittää

heidän yhteyksiään."

kemiallinen

muodonmuutoksia tapahtuu."

"Kemian kulta-aika" (loppu XIX alku XX vuosisataa)

D.I. Mendelejevin jaksollinen laki (1896)

Valenssin käsite esitteli E. Frankland (1853)

Rakenneteoria orgaaniset yhdisteet A.M. Butlerova (1861-1863)

Teoria monimutkaiset yhdisteet A. Werner

M. Gultbergin ja L. Waagen joukkotoiminnan laki

Termokemia, jonka on kehittänyt pääasiassa G.I. Hess

S. Arrheniuksen teoria elektrolyyttisesta dissosiaatiosta

A. Le Chatelierin liikkuvan tasapainon periaate

J.W. Gibbsin vaihesääntö

Teoria monimutkainen rakenne atomi Bohr-Sommerfeld (1913-1916)

Kemian nykyajan kehitysvaiheen merkitys

Ymmärtämällä kemian lakeja ja niiden soveltamista voit luoda uusia prosesseja, koneita, asennuksia ja laitteita.

Hankitaan sähköä, polttoainetta, metalleja, erilaisia ​​materiaaleja, ruokaa jne. liittyvät suoraan kemialliset reaktiot. Esimerkiksi sähkö- ja mekaanista energiaa saadaan tällä hetkellä pääasiassa muuntamalla luonnonpolttoaineen kemiallista energiaa (palamisreaktiot, veden ja sen epäpuhtauksien vuorovaikutus metallien kanssa jne.). Ilman näiden prosessien ymmärtämistä on mahdotonta varmistaa voimalaitosten ja polttomoottoreiden tehokasta toimintaa.

Kemian tuntemus tarvitaan:

- tieteellisen näkemyksen muodostuminen,

- kuvitteellisen ajattelun kehittämiseen,

- tulevaisuuden asiantuntijoiden luova kasvu.

Nykyaikaiselle kemian kehitysvaiheelle on ominaista kvanttimekaniikan laaja käyttö aineiden ja ainejärjestelmien kemiallisten parametrien tulkinnassa ja laskemisessa, ja se perustuu atomin rakenteen kvanttimekaaniseen malliin.

Atomi on monimutkainen sähkömagneettinen mikrojärjestelmä, joka on kemiallisen alkuaineen ominaisuuksien kantaja.

ATOMIN RAKENNE

Isotoopit ovat saman kemikaalin atomien lajikkeita

elementtejä, joilla on sama atominumero mutta eri atominumerot

herra (Cl) \u003d 35 * 0,7543 + 37 * 0,2457 \u003d 35,491

Kvanttimekaniikan perusteet

Kvanttimekaniikka- liikkuvien mikroobjektien käyttäytyminen (mukaan lukien elektronit) on

sekä hiukkasten ominaisuuksien että aaltojen ominaisuuksien samanaikainen ilmentyminen on luonteeltaan kaksois (korpuskulaarinen aalto).

Energian kvantisointi: Max Planck (1900, Saksa) -

aineet emittoivat ja absorboivat energiaa erillisinä osina (kvanteina). Kvantin energia on verrannollinen säteilyn taajuuteen (värähtelyt) ν:

h on Planckin vakio (6,626 10-34 J s); ν=с/λ , s – valonnopeus, λ on aallonpituus

Albert Einstein (1905): mikä tahansa säteily on energiakvanttien (fotonien) vuo E = m v 2

Louis de Broglie (1924, Ranska): myös elektroni on karakterisoitucorpuscular-aaltokaksinaisuus - säteily etenee aallon tavoin ja koostuu pienistä hiukkasista (fotoneista)

Hiukkanen - m,

mv , E = mv 2

Aalto - ,

E 2 \u003d h \u003d hv /

Yhdistetty aallonpituus massan ja nopeuden kanssa:

E1 = E2;

h/mv

epävarmuus

Werner Heisenberg (1927,

Saksa)

tehdä työtä

epävarmuustekijöitä

määräyksiä

(koordinaatit)

hiukkaset x ja

momentti (mv) ei

Voi olla

vähemmän kuin h/2

x (mv) h/2 (- virhe, epävarmuus) Eli. hiukkasen sijaintia ja liikemäärää ei voida määrittää periaatteessa milloin tahansa absoluuttisella tarkkuudella.

Electron Cloud Atomic Orbital (AO)

Että. hiukkasen (elektronin) tarkka sijainti korvataan käsitteellä tilastollinen todennäköisyys löytää se tietyssä tilavuudessa (lähellä ydinavaruutta).

Liike e- on aaltoluonteinen ja se on kuvattu

2 dv on todennäköisyystiheys löytää e- tietystä tilavuudesta lähellä ydinavaruutta. Tätä tilaa kutsutaan atomikiertorata (AO).

Vuonna 1926 Schrödinger ehdotti yhtälöä, joka kuvaa matemaattisesti e:n tilaa atomissa. Sen ratkaiseminen

etsi aaltofunktio. SISÄÄN yksinkertainen tapaus se riippuu 3 koordinaatista

Elektronissa on negatiivinen varaus, sen kiertorata edustaa tiettyä varausjakaumaa ja sitä kutsutaan elektronipilvi

KVANTTINUMEROJA

Otettiin käyttöön karakterisoimaan elektronin sijaintia atomissa Schrödingerin yhtälön mukaisesti

1. Pääkvanttiluku(n)

Määrittää elektronin energian - energiatason

näyttää elektronipilven koon (kiertoradat)

ottaa arvot 1:stä

n (energiatason numero): 1 2 3 4 jne.

2. Ratakvanttiluku(l) :

määrittää - elektronin kiertoradan kulmamomentin

näyttää orbitaalin muodon

ottaa arvot - 0 arvoon (n -1)

Graafisesti AO:ta edustaa kiertoradan kvanttiluku: 0 1 2 3 4

Energian alataso: s p d f g

E kasvaa

l = 0

s-alataso s-AO

p-alitason p-AO

Jokainen n vastaa tiettyä määrää l arvoja, ts. jokainen energiataso on jaettu alatasoihin. Alatasojen lukumäärä on yhtä suuri kuin tason numero.

1. energiataso → 1 alataso → 1s 2. energiataso → 2 alatasoa → 2s2p 3. energiataso → 3 alatasoa → 3s 3p 3d

4. energiataso → 4 alatasoa → 4s 4p 4d 4f jne.

3. Magneettinen kvanttiluku(ml)

määrittelee – elektronin kiertoradan kulmamomentin projektion arvon mielivaltaisesti valitulla akselilla

näyttää - AO:n avaruudellisen suunnan

ottaa arvot – -l:stä + l:ään

Mikä tahansa l:n arvo vastaa (2l +1) magneettisen kvanttiluvun arvoja, ts. (2l +1) tietyn tyyppisen elektronipilven mahdolliset sijainnit avaruudessa.

s - tila - yksi orbitaali (2 0+1=1) - m l = 0, koska l = 0

p - tila - kolme orbitaalia (2 1+1=3)

m l : +1 0 -1, koska l = 1

ml = +1

ml = 0

ml = -1

Kaikilla samalle alatasolle kuuluvilla kiertoradoilla on sama energia ja niitä kutsutaan rappeutuneiksi.

Johtopäätös: AO:lle on ominaista tietty joukko n, l, m l , ts. tietyt koot, muoto ja suuntaus avaruudessa.

4. Spin-kvanttiluku (m s )

"spin" - "kara"

määrittää - elektronin luontaisen mekaanisen momentin, joka liittyy sen pyörimiseen akselinsa ympäri

ottaa arvot - (-1/2 h/2) tai (+1/2 h/2)

n = 3

l = 1

ml = -1, 0, +1

ms = + 1/2

Periaatteet ja säännöt

Atomien elektroniset konfiguraatiot

(elektronisten konfigurointikaavojen muodossa)

Ilmoita energiatason numerot

Kirjaimet osoittavat energian alatason (s, p, d, f);

Alatason eksponentti tarkoittaa numeroa

elektroneja tietyllä alatasolla

19 K 1s2 2s2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

minimi

Atomissa olevat elektronit ovat alhaisimman energian tilassa, joka vastaa sen vakainta tilaa.

1s 2s 2p 3s 3p 3p 4s 4p 4p 4f

Lisää E

Klechkovsky

Elektronit sijoitetaan peräkkäin kiertoradalle, joille on tunnusomaista pää- ja kiertoradan kvanttilukujen summan kasvu (n + l); tämän summan samoilla arvoilla orbitaali, jonka pääkvanttiluvun n arvo on pienempi, täytetään aikaisemmin

1s<2 s < 2 p = 3 s < 3 p = 4 s < 3 d = 4 p и т. д

SÄÄTÖTYÖ nro 1 Teema "Atomin rakenne" Luokka 11

Vaihtoehto 1

1. Jakson numero jaksollisessa järjestelmässä määräytyy:

A. Atomin ytimen varaus

B. Elektronien lukumäärä atomin ulkokerroksessa.

B. Elektronikerrosten lukumäärä atomissa

D. Elektronien lukumäärä atomissa.

A. S ja Cl B. Be ja B C. Kr ja Xe D. Mo ja Se

3. p - Elementti on:

A. Scandium.

B. Barium.

B. Arseeni

G. Helium

10 4s 2 vastaa elementtiä:

A. Kalsium.

B. Krypton.

V. Kadmium.

G. Zincu.

A. Zn(OH) 2

B. Mg(OH)2

B. Ca (OH) 2

D. Cr(OH) 2

A. Mg - Ca - Zn.

B.Al - Mg - Ca.

B.Sr - Rb - K.

G.Ge - Si - Sb.

2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 p 10 4 s 2 4 p 1

A.E 2 O

B.E 2 O 3

V.EO 2

G.EO 3

8. Kalsiumin isotooppi, jonka ydin sisältää 22 neutronia, on merkitty:

A. 20 40 Ca

B. 20 42 CaV. 20 44 Ca

G. 20 48 Sa

9. Ottelu:

Elementti:

  1. Alumiini. II. kalium. III. Seleeni. IV. Magnesium.

Elektroninen kaava:

A.1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1

B.1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2

B.1s 2 s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3p 10 4s 2 4p 4

D.1 s 2 2 s 2 3 s 2 3 p 6 4 s 1

Superior Oxide Formula:

  1. E 2 O 2.E 2 O 3 3.EO 4.EO 3

Korkeampi hydroksidikaava:

A. EON. b. E(OH)2. V. E(OH) 3 g H 2 EO 4

10. Järjestä alkuaineet: germanium, arseeni, rikki, fosfori - hapettavien ominaisuuksien alenevaan järjestykseen perustuen jaksolliseen järjestelmään. Selitä vastaus.

11. Miten ja miksi metalliset ominaisuudet muuttuvat jaksollisessa taulukossa?

A. Tietyn ajan sisällä.

B. Pääalaryhmän sisällä.

12. Tee elektroninen kaava jaksollisen järjestelmän elementille, jonka sarjanumero on 30. Tee johtopäätös siitä, kuuluuko tämä elementti metalleihin vai ei-metalleihin. Kirjoita ylös sen korkeamman oksidin ja hydroksidin kaavat, osoita niiden luonne.

13. Mitkä kemialliset ominaisuudet ovat ominaisia ​​3. periodin alkuaineen korkeimmalle oksidille, jaksollisen järjestelmän VI ryhmän pääalaryhmälle? Tue vastaustasi kirjoittamalla reaktioyhtälöt.

Koe nro 1 Teema "Atomin rakenne" Arvosana 11

Vaihtoehto 2

  1. Ryhmänumero (pääalaryhmien elementeille) jaksollisessa järjestelmässä määrittää:

A. Protonien lukumäärä atomissa.

B. Elektronien lukumäärä atomin ulkokerroksessa.

B. Elektronikerrosten lukumäärä atomissa.

D. Neutronien lukumäärä atomissa.

2. Pari elementtiä, joilla on samanlainen ulko- ja esiulkoenergiatasojen rakenne:

A.Ba ja K B.Ti ja Ge

B.Sb ja Bi G.Kr ja Fe

3. p - Elementti on:

A. Kaliy

B. Pii

V. Argon

G. Copper

4. Elektroninen konfigurointi. . .3d 5 4s 2 vastaa elementtiä:

A. Broma

B. Kalsium

V. mangaani

G. kloori

5. Amfoteerinen oksidi on aine, jonka kaava on:

A. CrO B.Cr 2O 3 C. CrO 3 D. FeO

6. Useita elementtejä, jotka on järjestetty metallisten ominaisuuksien vahvistamiseksi:

A. Al - Ga - Ge.

B. Ca-Sr-Ba.

B. K-Na-Li.

G. Mg - Ca - Zn.

7. Elementti E elektronisella kaavalla 1s 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 p 10 4 s 2 4 p 3 muodostuu korkeampi oksidi, joka vastaa kaavaa:

A.EO

B.E 2 O 3

V.E 2 O 5

G.EO 3

8. Raudan isotooppi, jonka ydin sisältää 30 neutronia, tarkoittaa:

A. 26 54 Fe

B. 26 56 Fe

B. 26 57 Fe

D. 26 58 Fe

9. Ottelu:

Elementti:

  1. Bor. II. Bromi. III. Fosfori. IV. Litium.

Elektroninen kaava:

A.1s 2 2s 2 2p 1

B.1s 2 2s 1

B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

D. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3p 10 4s 2 4p 5

Superior Oxide Formula:

  1. E 2 O 2.E 2 O 3 3.E 2 O 5 4.E 2 O 7

Korkeampi hydroksidikaava:

A. EON. b. NET 3. V. N 3 EO 3 g. NET 4

OSA B. Tehtävät vapaalla vastauksella

10. Järjestä alkuaineet: alumiini, kalium, kalsium, magnesium jaksollisen järjestelmän sijainnin perusteella - pelkistysominaisuuksien nousevaan järjestykseen. Selitä vastaus.

11. Miksi jaksollisessa järjestelmässä sarjanumeroiden nousevaan järjestykseen järjestettyjen alkuaineiden atomiytimien varaukset muuttuvat monotonisesti ja alkuaineiden ominaisuudet - jaksottaisesti?

12. Tee elektroninen kaava sarjanumeron 38 jaksollisen järjestelmän elementistä. Tee johtopäätös siitä, kuuluuko tämä elementti metalleihin vai ei-metalleihin. Kirjoita ylös sen korkeamman oksidin ja hydroksidin kaavat, osoita niiden luonne.

13. Mitkä kemialliset ominaisuudet ovat ominaisia ​​metallihydroksideille? Tue vastaustasi kirjoittamalla reaktioyhtälöt.

Vaihtoehto 3

1. Alkuaineen atomin elektronien kokonaismäärä määritetään jaksollisen järjestelmän avulla numeron perusteella:

A. Ryhmät.

B. Kausi.

V. rivi.

G. Tilaus.

2. Pari elementtiä, joilla on samanlainen ulko- ja esiulkoenergiatasojen rakenne:

A. Sn ja Si B. As ja Se C. Zn ja Ca D. Mo ja Te

3. f - Elementti on:

A. Germanium.

B. Kalium.

V. Seleeni.

G. Uranus.

4. Elektroninen konfigurointi. . .4s 24p6 vastaa elementtiä:

A. Brom.

B. Rauta.

V. Neon.

G. Krypton.

5. Amfoteerinen hydroksidi on aine, jonka kaava on:

A. Ga(OH) 3.

B. Mg(OH)2.

B. LiOH.

D. Sc(OH) 2

6. Useita elementtejä, jotka on järjestetty metallisten ominaisuuksien vahvistamiseksi:

A. K - Rb - Sr.

B.Al - Mg - Ca.

B. Be - Li - Cs.

G.Ge - Sn - Sb.

7. Elementti E elektronisella kaavalla 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 muodostuu korkeampi oksidi, joka vastaa kaavaa:

A.E 2 O

B.E 2 O 3

V.EO 2

G.EO 3

8. Kalsiumin isotooppi, jonka ydin sisältää 24 neutronia, on merkitty:

A. 20 40 Ca

B. 20 42 Sa

B. 20 44 Ca

G. 20 48 Sa

9. Ottelu:

Elementti:

  1. Typpi. II. Kalsium. III. Pii. IV. Rikki.

Elektroninen kaava:

A.1s 2 2s 2 2p 3

B.1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 4

B.1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 2

D.1 s 2 s 2 3 s 2 3 p 6 4 s 2

Superior Oxide Formula:

  1. EO 2.EO 2 3.E 2 O 5 4.EO 3

Korkeampi hydroksidikaava:

A. H2OE4. b. E(OH)2. V. N 2 EO 3 g. NETTO 3

OSA B. Tehtävät vapaalla vastauksella

10. Järjestä alkuaineet: happi, arseeni, rikki, fosfori - sijainnin perusteella jaksollisessa järjestelmässä - hapettavien ominaisuuksien mukaan. Selitä vastaus.

11. Listaa perussäännöt (lait), joiden mukaan tasot, alatasot ja kiertoradat täytetään elektroneilla alkuaineiden atomien elektronikuoressa.

12. Muodosta elektroninen kaava sarjanumeron 34 jaksollisen järjestelmän elementistä. Tee johtopäätös siitä, kuuluuko tämä elementti metalleihin vai ei-metalleihin. Kirjoita ylös sen korkeamman oksidin ja hydroksidin kaavat, osoita niiden luonne.

13. Mitkä kemialliset ominaisuudet ovat tunnusomaisia ​​ei-metallihydroksideille? Tue vastaustasi kirjoittamalla reaktioyhtälöt.


Elektronit

Atomin käsite syntyi muinaisessa maailmassa tarkoittamaan aineen hiukkasia. Kreikaksi atomi tarkoittaa "jakamaton".

Irlantilainen fyysikko Stoney päätyi kokeiden perusteella siihen johtopäätökseen, että sähköä kuljettavat kaikkien kemiallisten alkuaineiden atomeissa olevat pienimmät hiukkaset. Vuonna 1891 Stoney ehdotti näiden hiukkasten kutsumista elektroneiksi, mikä kreikaksi tarkoittaa "meripihkaa". Muutama vuosi sen jälkeen, kun elektroni sai nimensä, englantilainen fyysikko Joseph Thomson ja ranskalainen fyysikko Jean Perrin osoittivat, että elektroneissa on negatiivinen varaus. Tämä on pienin negatiivinen varaus, joka kemiassa otetaan yksikkönä (-1). Thomson onnistui jopa määrittämään elektronin nopeuden (elektronin nopeus kiertoradalla on kääntäen verrannollinen kiertoradan lukumäärään n. Rattojen säteet kasvavat suhteessa kiertoradan neliöön. Vedyn ensimmäisellä kiertoradalla atomi (n=1; Z=1), nopeus on ≈ 2,2 106 m / c, eli noin sata kertaa pienempi kuin valon nopeus c=3 108 m/s.) ja elektronin massa ( se on lähes 2000 kertaa pienempi kuin vetyatomin massa).

Elektronien tila atomissa

Elektronin tila atomissa on joukko tietoa tietyn elektronin energiasta ja tilasta, jossa se sijaitsee. Atomissa olevalla elektronilla ei ole liikerataa, eli voidaan puhua vain todennäköisyys löytää se ydintä ympäröivästä tilasta.

Se voi sijaita missä tahansa osassa tätä ydintä ympäröivää tilaa, ja sen eri asemien kokonaisuutta pidetään elektronipilvenä, jolla on tietty negatiivinen varaustiheys. Kuvannollisesti tämä voidaan kuvitella seuraavasti: jos elektronin sijainti atomissa olisi mahdollista kuvata sekunnin sadasosissa tai miljoonasosissa, kuten valokuvassa, silloin elektroni sellaisissa valokuvissa olisi esitetty pisteinä. Lukemattomien tällaisten valokuvien peittäminen johtaisi kuvan elektronipilvestä, jonka tiheys on suurin, jossa on suurin osa näistä pisteistä.

Atomiytimen ympärillä olevaa tilaa, jossa elektroni todennäköisimmin löytyy, kutsutaan kiertoradalla. Se sisältää noin 90 % elektronipilvi, ja tämä tarkoittaa, että noin 90 % ajasta elektroni on tässä avaruuden osassa. Erottuu muodon mukaan 4 tällä hetkellä tunnettua orbitaalityyppiä, jotka on merkitty latinaksi kirjaimet s, p, d ja f. Kuvassa on graafinen esitys eräistä elektronisten kiertoradan muodoista.

Tärkein ominaisuus elektronin liikkeelle tietyllä kiertoradalla on sen yhteyden energia ytimeen. Elektronit, joilla on samanlaiset energiaarvot, muodostavat yhden elektronikerroksen tai energiatason. Energiatasot on numeroitu ytimestä alkaen - 1, 2, 3, 4, 5, 6 ja 7.

Kokonaislukua n, joka ilmaisee energiatason numeroa, kutsutaan pääkvanttiluvuksi. Se luonnehtii tietyllä energiatasolla olevien elektronien energiaa. Ensimmäisen energiatason elektroneilla, jotka ovat lähimpänä ydintä, on alhaisin energia. Verrattuna ensimmäisen tason elektroneihin, seuraavien tasojen elektroneille on ominaista suuri energiamäärä. Näin ollen ulomman tason elektronit ovat vähiten sitoutuneita atomin ytimeen.

Suurin määrä elektroneja energiatasolla määritetään kaavalla:

N = 2n2,

missä N on elektronien maksimimäärä; n on tasonumero tai pääkvanttiluku. Näin ollen ydintä lähinnä oleva ensimmäinen energiataso voi sisältää enintään kaksi elektronia; toisella - enintään 8; kolmannella - enintään 18; neljännellä - enintään 32.

Toisesta energiatasosta (n = 2) alkaen kukin tasoista on jaettu alatasoiksi (alikerroksiksi), jotka eroavat jonkin verran toisistaan ​​sitoutumisenergian suhteen ytimeen. Alatasojen lukumäärä on yhtä suuri kuin pääkvanttiluvun arvo: ensimmäisellä energiatasolla on yksi alataso; toinen - kaksi; kolmas - kolme; neljäs - neljä alatasoa. Alatasot puolestaan ​​muodostuvat orbitaaleista. Jokainen arvon vastaa orbitaalien lukumäärää, joka on yhtä suuri kuin n.

On tapana merkitä alatasot latinalaisilla kirjaimilla sekä niiden kiertoradan muoto, joista ne koostuvat: s, p, d, f.

Protonit ja neutronit

Minkä tahansa kemiallisen alkuaineen atomi on verrattavissa pieneen aurinkokuntaan. Siksi tällaista E. Rutherfordin ehdottamaa atomin mallia kutsutaan planetaarinen.

Atomiydin, johon atomin koko massa on keskittynyt, koostuu kahden tyyppisistä hiukkasista - protoneja ja neutroneja.

Protonien varaus on yhtä suuri kuin elektronien varaus, mutta vastakkainen etumerkillä (+1), ja massa on yhtä suuri kuin vetyatomin massa (kemiassa se hyväksytään yksikkönä). Neutroneilla ei ole varausta, ne ovat neutraaleja ja niiden massa on yhtä suuri kuin protonilla.

Protoneja ja neutroneja kutsutaan yhteisesti nukleoneiksi (latinan sanasta nucleus - ydin). Atomissa olevien protonien ja neutronien määrän summaa kutsutaan massaluvuksi. Esimerkiksi alumiiniatomin massaluku:

13 + 14 = 27

protonien lukumäärä 13, neutronien lukumäärä 14, massaluku 27

Koska elektronin massa, joka on mitätön, voidaan jättää huomiotta, on selvää, että koko atomin massa on keskittynyt ytimeen. Elektronit edustavat e - .

Koska atomi sähköisesti neutraali, on myös ilmeistä, että protonien ja elektronien määrä atomissa on sama. Se on sama kuin sille jaksollisessa järjestelmässä määritetyn kemiallisen alkuaineen sarjanumero. Atomin massa koostuu protonien ja neutronien massasta. Kun tiedät alkuaineen sarjanumeron (Z), eli protonien lukumäärän ja massaluvun (A), joka on yhtä suuri kuin protonien ja neutronien lukumäärän summa, voit selvittää neutronien lukumäärän (N) käyttämällä kaava:

N = A-Z

Esimerkiksi neutronien lukumäärä rautaatomissa on:

56 — 26 = 30

isotoopit

Saman alkuaineen atomien lajikkeita, joilla on sama ydinvaraus, mutta eri massaluvut, kutsutaan isotoopit. Luonnossa esiintyvät kemialliset alkuaineet ovat isotooppien sekoituksia. Joten hiilellä on kolme isotooppia, joiden massa on 12, 13, 14; happi - kolme isotooppia, joiden massa on 16, 17, 18 jne. Yleensä jaksollisessa järjestelmässä kemiallisen alkuaineen suhteellinen atomimassa on tietyn alkuaineen isotooppien luonnollisen seoksen atomimassojen keskiarvo, ottaen huomioon niiden suhteellinen sisältö luonnossa. Useimpien kemiallisten alkuaineiden isotooppien kemialliset ominaisuudet ovat täsmälleen samat. Vedyn isotoopit eroavat kuitenkin suuresti ominaisuuksiltaan johtuen niiden suhteellisen atomimassan dramaattisesta kertaistumisesta; niille on jopa annettu yksittäisiä nimiä ja kemiallisia symboleja.

Ensimmäisen jakson elementtejä

Kaavio vetyatomin elektronisesta rakenteesta:

Kaaviot atomien elektronisesta rakenteesta osoittavat elektronien jakautumisen elektronikerrosten (energiatasojen) yli.

Vetyatomin graafinen elektroninen kaava (näyttää elektronien jakautumisen energiatasoilla ja alatasoilla):

Graafiset atomien elektroniset kaavat osoittavat elektronien jakautumisen paitsi tasoilla ja alatasoilla, myös kiertoradoilla.

Heliumatomissa ensimmäinen elektronikerros on valmis - siinä on 2 elektronia. Vety ja helium ovat s-alkuaineita; näiden atomien s-orbitaali on täynnä elektroneja.

Kaikki toisen jakson elementit ensimmäinen elektronikerros täyttyy, ja elektronit täyttävät toisen elektronikerroksen s- ja p-orbitaalit pienimmän energian periaatteen (ensin s ja sitten p) sekä Paulin ja Hundin sääntöjen mukaisesti.

Neonatomissa toinen elektronikerros on valmis - siinä on 8 elektronia.

Kolmannen jakson alkuaineiden atomeille ensimmäinen ja toinen elektronikerros valmistuvat, joten kolmas elektronikerros täyttyy, jossa elektronit voivat miehittää 3s-, 3p- ja 3d-alatasoja.

Magnesiumatomissa valmistuu 3s-elektronikiertorata. Na ja Mg ovat s-alkuaineita.

Alumiinille ja sitä seuraaville elementeille 3p-alitaso on täytetty elektroneilla.

Kolmannen jakson elementeillä on täyttämättömät 3D-kiertoradat.

Kaikki alkiot Al:sta Ar:iin ovat p-elementtejä. s- ja p-elementit muodostavat jaksollisen järjestelmän pääalaryhmät.

Neljännen - seitsemännen jakson elementit

Neljäs elektronikerros ilmestyy kalium- ja kalsiumatomeihin, 4s-alataso täyttyy, koska siinä on vähemmän energiaa kuin 3d-alatasolla.

K, Ca - pääalaryhmiin sisältyvät s-elementit. Atomilla Sc:stä Zn:ään 3d-alitaso on täynnä elektroneja. Nämä ovat 3D-elementtejä. Ne sisältyvät toissijaisiin alaryhmiin, niillä on esiulkoinen elektronikerros täytetty, niitä kutsutaan siirtymäelementeiksi.

Kiinnitä huomiota kromi- ja kupariatomien elektronikuorten rakenteeseen. Niissä tapahtuu yhden elektronin "vika" 4s-alatasolta 3d-alatasolle, mikä selittyy tuloksena olevien elektronisten konfiguraatioiden 3d 5 ja 3d 10 suuremmalla energiastabiiliudella:

Sinkkiatomissa kolmas elektronikerros on valmis - kaikki 3s-, 3p- ja 3d-alatasot on täytetty siinä, yhteensä niissä on 18 elektronia. Sinkkiä seuraavissa alkuaineissa neljäs elektronikerros, 4p-alitaso, täyttyy edelleen.

Elementit Ga:sta Kr:iin ovat p-elementtejä.

Kryptonatomin ulkokerros (neljäs) on täydellinen ja siinä on 8 elektronia. Mutta neljännessä elektronikerroksessa voi olla vain 32 elektronia; kryptonatomin 4d- ja 4f-alatasot ovat edelleen täyttämättä Viidennen jakson alkuaineet täyttävät alatasot seuraavassa järjestyksessä: 5s - 4d - 5p. Ja on myös poikkeuksia, jotka liittyvät " epäonnistuminen» elektronit, y 41 Nb, 42 Mo, 44 ​​​​Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag.

Kuudennessa ja seitsemännessä jaksossa esiintyvät f-elementit, eli elementit, joissa kolmannen ulomman elektronikerroksen 4f- ja 5f-alatasot täytetään vastaavasti.

4f-elementtejä kutsutaan lantanideiksi.

5f-elementtejä kutsutaan aktinideiksi.

Elektronisten alatasojen täyttöjärjestys kuudennen jakson alkuaineiden atomeissa: 55 Cs ja 56 Ba - 6s-alkuaineita; 57 La … 6s 2 5d x - 5d elementti; 58 Ce - 71 Lu - 4f elementtejä; 72 Hf - 80 Hg - 5d elementit; 81 T1 - 86 Rn - 6d elementtejä. Mutta täälläkin on elementtejä, joissa elektronisten kiertoradan täyttöjärjestystä "rikotaan", mikä liittyy esimerkiksi puoli- ja täysin täytettyjen f-alatasojen, eli nf 7 ja nf 14, suurempaan energiastabiilisuuteen. Riippuen siitä, mikä atomin alataso on viimeksi täytetty elektroneilla, kaikki elementit jaetaan neljään elektroniperheeseen tai lohkoon:

  • s-elementtejä. Atomin ulkotason s-alataso on täynnä elektroneja; s-alkuaineita ovat vety, helium ja ryhmien I ja II pääalaryhmien alkuaineet.
  • p-elementtejä. Atomin ulkotason p-alataso on täynnä elektroneja; p-elementit sisältävät elementtejä III-VIII-ryhmien pääalaryhmistä.
  • d-elementtejä. Atomin esiulkoisen tason d-alataso on täynnä elektroneja; d-elementit sisältävät elementtejä ryhmien I-VIII toissijaisista alaryhmistä, eli s- ja p-elementtien välissä sijaitsevien suurten ajanjaksojen välisten vuosikymmenien elementtejä. Niitä kutsutaan myös siirtymäelementeiksi.
  • f-elementtejä. Atomin kolmannen ulkotason f-alataso on täynnä elektroneja; näitä ovat lantanidit ja antinoidit.

Sveitsiläinen fyysikko W. Pauli vuonna 1925 totesi, että atomissa yhdellä kiertoradalla ei voi olla enempää kuin kaksi elektronia, joilla on vastakkaiset (antiparalleeliset) spinit (käännettynä englanniksi "spindle"), eli joilla on sellaisia ​​ominaisuuksia, jotka ehdollisesti voidaan kuvitella. kuten elektronin pyöriminen kuvitteellisen akselinsa ympäri: myötä- tai vastapäivään.

Tätä periaatetta kutsutaan Paulin periaate. Jos kiertoradalla on yksi elektroni, sitä kutsutaan parittomaksi, jos niitä on kaksi, niin nämä ovat parillisia elektroneja, eli elektroneja, joilla on vastakkaiset spinit. Kuvassa on kaavio energiatasojen jakautumisesta alatasoihin ja niiden täyttöjärjestykseen.


Hyvin usein atomien elektronikuorten rakennetta kuvataan käyttämällä energiaa tai kvanttisoluja - ne kirjoittavat niin sanottuja graafisia elektronisia kaavoja. Tässä tietueessa käytetään seuraavaa merkintää: jokainen kvanttisolu on merkitty solulla, joka vastaa yhtä kiertorataa; jokainen elektroni on osoitettu nuolella, joka vastaa spinin suuntaa. Graafista sähköistä kaavaa kirjoitettaessa tulee muistaa kaksi sääntöä: Paulin periaate ja F. Hundin sääntö, jonka mukaan elektronit miehittävät vapaita soluja, ensin yksi kerrallaan ja samalla spin-arvolla ja vasta sitten pariksi, mutta spinit ovat Paulin periaatteen mukaan jo vastakkaisia.

Hundin sääntö ja Paulin periaate

Hundin sääntö- kvanttikemian sääntö, joka määrittää tietyn alikerroksen orbitaalien täyttöjärjestyksen ja on muotoiltu seuraavasti: tämän alikerroksen elektronien spin-kvanttimäärän kokonaisarvon tulee olla maksimi. Friedrich Hundin muotoilema vuonna 1925.

Tämä tarkoittaa, että jokaisella alikerroksen kiertoradalla täytetään ensin yksi elektroni, ja vasta kun täyttämättömät kiertoradat ovat tyhjentyneet, tähän kiertoradalle lisätään toinen elektroni. Tässä tapauksessa yhdellä kiertoradalla on kaksi elektronia, joiden puolikokoiset spinit ovat vastakkaisia, jotka pariutuvat (muodostavat kahden elektronin pilven) ja tämän seurauksena kiertoradan kokonaisspin on yhtä suuri kuin nolla.

Muu sanamuoto: Energian alapuolella on atomitermi, jolle kaksi ehtoa täyttyy.

  1. Moninkertaisuus on maksimi
  2. Kun kerrannaisuudet yhtyvät, kokonaisliikemäärä L on maksimi.

Analysoidaan tätä sääntöä p-alitason orbitaalien täyttämisen esimerkillä s- toisen jakson elementit (eli boorista neoniin (alla olevassa kaaviossa vaakaviivat osoittavat kiertoradat, pystysuorat nuolet osoittavat elektroneja ja nuolen suunta osoittaa spinin suunnan).

Klechkovskyn sääntö

Klechkovskyn sääntö - kun elektronien kokonaismäärä atomeissa kasvaa (niiden ytimien varausten tai kemiallisten alkuaineiden järjestyslukujen kasvaessa), atomiradat asutetaan siten, että elektronien esiintyminen korkeamman energian kiertoradalla riippuu vain pääkvanttiluku n, eikä se ole riippuvainen kaikista muista kvanttiluvuista, mukaan lukien luvusta l tulevat kvanttiluvut. Fyysisesti tämä tarkoittaa, että vedyn kaltaisessa atomissa (elektronien välisen repulsion puuttuessa) elektronin kiertorataenergian määrää vain elektronin varaustiheyden avaruudellinen etäisyys ytimestä, eikä se riipu sen liikkeen ominaisuuksista. ytimen alalla.

Klechkovskyn empiirinen sääntö ja siitä syntyvän jossain määrin ristiriitaisen atomikiertoradan todellisen energiasekvenssin sekvenssi vain kahdessa samantyyppisessä tapauksessa: atomeille Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, on olemassa elektronin "vika" ulkokerroksen s -alitasolla edellisen kerroksen d-alatasolle, mikä johtaa atomin energeettisesti vakaampaan tilaan, nimittäin: kiertoradan 6 täyttämisen jälkeen kahdella elektroneja s

Atomin rakenne

Kemiallisten reaktioiden aikana atomien ytimet pysyvät muuttumattomina, vain elektronikuorten rakenne muuttuu johtuen elektronien uudelleenjakaumasta atomien välillä. Atomien kyky luovuttaa tai vastaanottaa elektroneja määrää sen kemialliset ominaisuudet.

Elektronilla on kaksoisaalto (korpuskulaarinen aalto). Aaltoominaisuuksista johtuen atomin elektroneilla voi olla vain tiukasti määritellyt energia-arvot, jotka riippuvat etäisyydestä ytimeen. Elektronit, joilla on samanlaiset energia-arvot, muodostavat energiatason. Se sisältää tiukasti määritellyn määrän elektroneja - enintään 2n 2 . Energiatasot on jaettu s-, p-, d- ja f-alatasoihin; niiden lukumäärä on yhtä suuri kuin tasonumero.

Elektronien kvanttimäärät.

Jokaisen atomin elektronin tilaa kuvataan yleensä käyttämällä neljää kvanttilukua: pääluku (n), kiertorata (l), magneettinen (m) ja spin (s). Kolme ensimmäistä kuvaavat elektronin liikettä avaruudessa ja neljäs - oman akselinsa ympäri.

Pääkvanttiluku (n). Määrittää elektronin energiatason, tason etäisyyden ytimestä, elektronipilven koon. Se ottaa kokonaislukuarvot (n = 1, 2, 3 ...) ja vastaa jaksonumeroa. Minkä tahansa elementin jaksollisesta järjestelmästä jakson numeron perusteella voit määrittää atomin energiatasojen lukumäärän ja sen, mikä energiataso on ulkoinen.

Esimerkki.

Alkuaine kadmium Cd sijaitsee viidennessä jaksossa, mikä tarkoittaa n = 5. Sen atomissa elektronit ovat jakautuneet viidelle energiatasolle (n = 1, n = 2, n = 3, n = 4, n = 5); viides taso on ulkoinen (n = 5). Ratakvanttiluku (l) luonnehtii kiertoradan geometrista muotoa. Ottaa kokonaisluvun arvon 0 - (n - 1). Energiatason numerosta riippumatta jokainen kiertoradan kvanttiluvun arvo vastaa tietyn muotoista kiertorataa. Joukkoa orbitaaleja, joilla on samat n:n arvot, kutsutaan energiatasoksi, samalla n:llä ja l:llä - alitasoksi.

l=0 s- alitaso, s- orbitaali - pallorata

l=1 p- alitaso, p- orbitaali - käsipainokiertorata

l=2 d- alitaso, d- orbitaali - monimutkaisen muotoinen orbitaali

f-alitaso, f-orbitaali - vieläkin monimutkaisempi muotoinen kiertorata

S - orbitaali

Kolme p - orbitaalia

Viisi d - orbitaalia

Ensimmäisellä energiatasolla (n = 1) kiertoradan kvanttiluku l saa yhden arvon l = (n - 1) = 0. Asunnon muoto on pallomainen; ensimmäisellä energiatasolla on vain yksi alataso - 1s. Toiselle energiatasolle (n = 2) kiertoradan kvanttiluku voi saada kaksi arvoa: l = 0, s-orbitaali - pallo, joka on suurempi kuin ensimmäisellä energiatasolla; l = 1, p-orbitaali - käsipaino. Siten toisella energiatasolla on kaksi alatasoa - 2s ja 2p. Kolmannelle energiatasolle (n = 3) kiertoradan kvanttiluku l saa kolme arvoa: l = 0, s-orbitaali - pallo, joka on suurempi kuin toisella energiatasolla; l \u003d 1, p-orbitaali - käsipaino, jonka koko on suurempi kuin toisella energiatasolla; l = 2, d on monimutkaisen muotoinen orbitaali.

Siten kolmannella energiatasolla voi olla kolme energia-alatasoa - 3s, 3p ja 3d.

Magneettinen kvanttiluku (m) luonnehtii elektroniradan paikkaa avaruudessa ja ottaa kokonaislukuarvot välillä -I arvoon +I, mukaan lukien 0. Tämä tarkoittaa, että jokaiselle kiertoradan muodolle on olemassa (2l + 1) energeettisesti vastaavat orientaatiot avaruudessa.

S-orbitaalille (l = 0) on vain yksi tällainen asema ja se vastaa m = 0. Pallolla ei voi olla erilaisia ​​suuntauksia avaruudessa.

P-orbitaaleille (l = 1) - kolme ekvivalenttia suuntausta avaruudessa (2l + 1 = 3): m = -1, 0, +1.

D-orbitaalille (l = 2) - viisi vastaavaa suuntausta avaruudessa (2l + 1 = 5): m = -2, -1, 0, +1, +2.

Siten s-alatasolla - yksi, p-alatasolla - kolme, d-alatasolla - viisi, f-alatasolla - 7 kiertorataa.

Spin kvanttiluku(t) kuvaa magneettista momenttia, joka syntyy, kun elektroni pyörii akselinsa ympäri. Ottaa vain kaksi arvoa +1/2 ja -1/2, jotka vastaavat vastakkaisia ​​pyörimissuuntia.

Orbitaalisen täytön periaatteet.

1. Paulin periaate. Atomissa ei voi olla kahta elektronia, joille kaikkien kvanttilukujen (n, l, m, s) arvot olisivat samat, ts. Jokainen orbitaali voi sisältää enintään kaksi elektronia (vastakkaisilla spineillä).

2. Klechkovskyn sääntö (vähimmän energian periaate). Perustilassa jokainen elektroni on sijoitettu niin, että sen energia on minimaalinen. Mitä pienempi summa (n + l), sitä pienempi on kiertoradan energia. Tietyllä arvolla (n + l) kiertoradalla, jonka n on pienin, on pienin energia. Orbitaalien energia kasvaa sarjassa:

1S< 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d " 4f < 6p < 7s.

3. Hundin sääntö. Perustilassa olevalla atomilla tulee olla suurin mahdollinen määrä parittomia elektroneja tietyllä alatasolla.

Elementin täydellinen elektroninen kaava.

Tietuetta, joka heijastaa elektronien jakautumista kemiallisen alkuaineen atomissa energiatasojen ja alatasojen yli, kutsutaan tämän atomin elektroniseksi konfiguraatioksi. Atomin perustilassa (virittymättömässä) kaikki elektronit täyttävät minimienergian periaatteen. Tämä tarkoittaa, että alatasot täytetään ensin, joille:

1) Pääkvanttiluku n on minimaalinen;

2) Tason sisällä täytetään ensin s-alataso, sitten p- ja vasta sitten d- (l on minimaalinen);

3) täyttö tapahtuu siten, että (n + l) on minimaalinen (Klechkovskyn sääntö);

4) Yhden alitason sisällä elektronit sijaitsevat siten, että niiden kokonaisspin on maksimi, ts. sisälsi suurimman määrän parittomia elektroneja (Hundin sääntö).

5) Elektronisia atomiorbitaaleja täytettäessä Paulin periaate toteutuu. Seurauksena on, että energiatasolla, jonka numero on n, voi olla enintään 2n 2 elektronia, jotka sijaitsevat n 2 -alitasolla.

Esimerkki.

Cesium (Cs) on kuudennessa jaksossa, sen 55 elektronia (sarjanumero 55) on jakautunut 6 energiatasolle ja niiden alatasolle. Tarkkailemalla orbitaalien täyttämisjärjestystä elektroneilla saamme:

>55 >Cs 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 4p 6 4p 10 5s 2 5p 6 5p 10 6s 1

Bibliografia

Tämän artikkelin valmisteluun käytettiin Internetin julkista materiaalia.



Kaikki maailmassa koostuu atomeista. Mutta mistä ne tulivat ja mistä ne itse koostuvat? Tänään vastaamme näihin yksinkertaisiin ja perustavanlaatuisiin kysymyksiin. Itse asiassa monet planeetalla asuvat ihmiset sanovat, etteivät he ymmärrä atomien rakennetta, josta he itse koostuvat.

Luonnollisesti rakas lukija ymmärtää, että tässä artikkelissa yritämme esittää kaiken yksinkertaisimmalla ja mielenkiintoisimmalla tasolla, joten emme "lataa" tieteellisiä termejä. Niille, jotka haluavat tutkia asiaa ammattimaisemmalla tasolla, suosittelemme lukemaan erikoiskirjallisuutta. Tämän artikkelin tiedot voivat kuitenkin palvella sinua hyvin opinnoissasi ja tehdä sinusta vain oppineempia.

Atomi on mikroskooppisen kokoinen ja massainen ainehiukkanen, kemiallisen alkuaineen pienin osa, joka on sen ominaisuuksien kantaja. Toisin sanoen se on aineen pienin hiukkanen, joka voi osallistua kemiallisiin reaktioihin.

Löytö- ja rakennehistoria

Atomin käsite tunnettiin muinaisessa Kreikassa. Atomismi on fysikaalinen teoria, jonka mukaan kaikki aineelliset esineet koostuvat jakamattomista hiukkasista. Muinaisen Kreikan ohella atomismin idea kehitettiin rinnakkain muinaisessa Intiassa.

Ei tiedetä, kertoivatko avaruusolennot silloisille filosofeille atomeista vai ajattelivatko he sen itse, mutta kemistit pystyivät kokeellisesti vahvistamaan tämän teorian paljon myöhemmin - vasta 1600-luvulla, kun Eurooppa nousi inkvisition ja Keski-alueen kuilusta. Iät.

Pitkän aikaa hallitseva ajatus atomin rakenteesta oli ajatus siitä jakamattomasta hiukkasesta. Se, että atomi voidaan edelleen jakaa, kävi selväksi vasta 1900-luvun alussa. Rutherford oppi kuuluisan alfahiukkasten taipumista koskevan kokeensa ansiosta, että atomi koostuu ytimestä, jonka ympärillä elektronit pyörivät. Otettiin käyttöön atomin planeettamalli, jonka mukaan elektronit kiertävät ytimen ympärillä, kuten aurinkokuntamme planeetat tähden ympärillä.


Nykyaikaiset ajatukset atomin rakenteesta ovat edenneet pitkälle. Atomin ydin puolestaan ​​koostuu subatomisista hiukkasista tai nukleoneista - protoneista ja neutroneista. Nukleonit muodostavat suurimman osan atomista. Samaan aikaan protonit ja neutronit eivät myöskään ole jakamattomia hiukkasia, ja ne koostuvat perushiukkasista - kvarkeista.

Atomin ytimellä on positiivinen sähkövaraus, kun taas kiertävillä elektroneilla on negatiivinen varaus. Siten atomi on sähköisesti neutraali.

Alla on alkeiskaavio hiiliatomin rakenteesta.


atomien ominaisuudet

Paino

Atomien massa mitataan yleensä atomimassayksiköissä - a.m.u. Atomimassayksikkö on 1/12 vapaassa levossa olevan hiiliatomin massa sen perustilassa.

Kemiassa atomien massan mittaamiseen käytetään käsitettä "mooli". 1 mooli on aineen määrä, joka sisältää Avogadron lukua vastaavan määrän atomeja.

Koko

Atomit ovat erittäin pieniä. Joten pienin atomi on heliumatomi, sen säde on 32 pikometriä. Suurin atomi on cesiumatomi, jonka säde on 225 pikometriä. Etuliite pico tarkoittaa kymmenestä miinus kahdestoista! Eli jos 32 metriä pienennetään tuhat miljardia kertaa, saadaan heliumatomin säteen koko.

Samaan aikaan asioiden mittakaava on sellainen, että itse asiassa atomi koostuu 99% tyhjyydestä. Ydin ja elektronit vievät erittäin pienen osan sen tilavuudesta. Havainnollistamiseksi katsotaanpa esimerkkiä. Jos kuvittelet atomin Pekingin olympiastadionin muodossa (tai ehkä ei Pekingissä, kuvittele vain suuri stadion), tämän atomin ydin on kirsikka, joka sijaitsee kentän keskellä. Elektronien kiertoradat olisivat silloin jossain yläpuiden tasolla ja kirsikka painaisi 30 miljoonaa tonnia. Vaikuttavaa, eikö?


Mistä atomit tulivat?

Kuten tiedät, nyt jaksolliseen taulukkoon on ryhmitelty useita atomeja. Siinä on 118 (ja jos ennustettujen, mutta ei vielä löydettyjen alkuaineiden kanssa - 126) alkuainetta isotooppeja lukuun ottamatta. Mutta se ei aina ollut niin.

Universumin muodostumisen alussa ei ollut atomeja, ja vielä enemmän, oli vain alkuainehiukkasia, jotka olivat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa valtavien lämpötilojen vaikutuksesta. Kuten runoilija sanoisi, tämä oli todellinen partikkelien apoteoosi. Universumin olemassaolon kolmen ensimmäisen minuutin aikana lämpötilan laskun ja useiden tekijöiden yhteensopivuuden vuoksi primaarisen nukleosynteesin prosessi alkoi, kun ensimmäiset alkuaineet ilmestyivät alkuainehiukkasista: vety, helium, litium ja deuterium (raskas vety). Näistä alkuaineista syntyivät ensimmäiset tähdet, joiden syvyyksissä tapahtui lämpöydinreaktioita, joiden seurauksena vety ja helium "palautuivat" muodostaen raskaampia alkuaineita. Jos tähti oli riittävän suuri, se päätti elämänsä niin sanotulla "supernova"-räjähdyksellä, jonka seurauksena atomit sinkoutuivat ympäröivään tilaan. Ja niin koko jaksollinen taulukko muodostui.


Joten voimme sanoa, että kaikki atomit, joista me muodostumme, olivat kerran osa muinaisia ​​tähtiä.

Miksi atomin ydin ei hajoa?

Fysiikassa on neljän tyyppistä perusvuorovaikutusta hiukkasten ja niiden muodostamien kappaleiden välillä. Nämä ovat voimakkaita, heikkoja, sähkömagneettisia ja gravitaatiovuorovaikutuksia.

Juuri voimakkaan vuorovaikutuksen, joka ilmenee atomiytimien mittakaavassa ja joka on vastuussa nukleonien välisestä vetovoimasta, ansiosta atomi on niin "kova pähkinä".

Ei niin kauan sitten ihmiset ymmärsivät, että kun atomiytimet halkeavat, vapautuu valtavasti energiaa. Raskaiden atomiytimien fissio on energianlähde ydinreaktoreissa ja ydinaseissa.


Joten ystävät, tutustuttuamme atomin rakenteeseen ja rakenteen perusteisiin, voimme vain muistuttaa, että olemme valmiita auttamaan teitä milloin tahansa. Sillä ei ole väliä, tarvitaanko ydinfysiikan tutkinto tai pienin koe - tilanteet ovat erilaisia, mutta jokaisesta tilanteesta on ulospääsy. Ajattele universumin mittakaavaa, tilaa työpaikka Zaochnikista ja muista - ei ole syytä huoleen.