Строение атома: Часть 1

Видео

Конспект

История изучения атома началась еще в Древней Греции, где философ Демокрит впервые выдвинул идею о мельчайших неделимых частицах вещества. Однако современное понимание строения атома сложилось лишь в XX веке благодаря работам Томсона, Резерфорда, Бора и других ученых. Оказалось, что атом вовсе не является неделимым, а имеет сложную структуру.

Атом состоит из трех основных видов элементарных частиц. В центре атома находится ядро, содержащее положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. Вокруг ядра по определенным орбиталям движутся отрицательно заряженные электроны. Масса атома практически полностью сосредоточена в ядре, так как масса электрона примерно в 1840 раз меньше массы протона или нейтрона.

Совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра (то есть одинаковым числом протонов) называют химическим элементом. Каждый элемент имеет свой порядковый номер в таблице Менделеева, равный числу протонов в ядре. Однако атомы одного элемента могут отличаться количеством нейтронов в ядре. Такие разновидности атомов одного элемента называют изотопами.

Понятие нуклид означает конкретный вид атомов с определенным числом протонов и нейтронов. Например, водород имеет три природных нуклида:

Протий ( { }^{1} H ) - самый распространенный, содержит 1 протон и не имеет нейтронов

Дейтерий ( { }^{2} {H} ) - имеет 1 протон и 1 нейтрон, используется в тяжелой воде

Тритий ( { }^{3} H ) - радиоактивный изотоп с 1 протоном и 2 нейтронами

Число протонов (равно порядковому номеру элемента) определяет химические свойства элемента, так как именно оно равно числу электронов в нейтральном атоме и определяет строение электронной оболочки. Число же нейтронов (вычисляется как масса атома минус число протонов) влияет главным образом на массу и ядерные свойства атома, почти не изменяя его химического поведения. Это объясняет, почему изотопы одного элемента имеют одинаковые химические, но разные физические свойства.

\begin{array}{llll}

{}_{z}^{M}X & p=\text { порядковый номер (Z) } & & p=5 \\

& e=p=\text { порядковый номер (Z) } & {}_{5}^{11} ~B & e=5 \\

& n=\text { масса - порядковый номер (M-Z) } & & n=11-5=6

\end{array}