Теория строения атома

Строение атома

Теория строения атома

Атом - это электронейтральная частица, которая состоит из положительно заряженного ядра и негативно заряженных электронов.

Строение атомных ядер

Ядра атомов состоят из элементарных частиц двух видов : протонов (p) и нейтронов (n). Сумма протонов и нейтронов в ядре одного атома называется нуклонным числом: где А - нуклонное число, N - число нейтронов, Z - число протонов.

Протоны имеют позитивный заряд ( 1), нейтроны заряда не имеют (0), электроны имеют негативный заряд (- 1). Массы протона и нейтрона приблизительно одинаковы, их принимают ровными 1. Масса электрона намного меньше, чем масса протона, потому в химии ею пренебрегают, считая, что вся масса атома сосредоточена в его ядре. Число положительно заряженных протонов в ядре равняется числу негативно заряженных электронов, то есть атом в целом электронейтрален. Атомы с одинаковым зарядом ядра складывают химический элемент. Атомы разных элементов

называются нуклидами.

Изотопы - атомы одного и того же элемента, которые имеют разное нуклонное число в результате разного количества нейтронов в ядре.

Радиоактивный распад

Ядра нуклидов могут распадаться с образованием ядер других элементов, а также, или других частиц. Спонтанный распад атомов некоторых элементов называется радиоактивностью, а такие вещества - радиоактивными. Радиоактивность сопровождается выпусканием элементарных частиц и электромагнитных волн - излучением. Уравнение ядерного распада- ядерные реакции.

Время, за которое распаду поддается половина атомов данного нуклида, называется периодом полраспада. Элементы, что состоят только из радиоактивных изотопов, называются радиоактивными. Электрон имеет двойственную природу: он может вести себя и как частица, и как волна. Электрон в атоме не двигается за определенными траекториями, а может находиться в любой части вокруг ядерного пространства, однако вероятность его пребывания в разных частях этого пространства неодинакова. Пространство вокруг ядра, в котором самое вероятное пребывание электрона, называется орбиталью. Каждый электрон в атоме находится на определенном расстоянии от ядра в соответствии с запасом его энергии. Электроны с более-менее одинаковой энергией формируют энергетические уровни, или электронные слои. Число заполненных электронами энергетических уровней в атоме данного элемента равняется номеру периода, в котором он расположен. Число электронов на внешнем энергетическом уровне равняется номеру группы, вякій размещен данный элемент.

В пределах одного энергетического уровня электроны могут отличаться формой электронной тучи, или орбитали. Существуют такие формы орбиталей :

s -форма:

p -форма:

Существуют также d -, f -орбіталі и другие, с более сложной формой.

Электроны с одинаковой формой електронной тучи образуют одноименные энергетические подуровни: s -, p -, d -, f -подуровни.

Количество подуровней на каждом энергетическом уровне равняется номеру этого уровня.

В пределах одного энергетического подуровня возможно разное распределение орбиталей в пространстве. Да, в трехмерной системе координат для s -орбитали возможно только одно положение.

Периодический закон. Периодическая система химических элементов

Формулировка Периодического закона, которая была впервые введена Д. И. Менделєєвим:Фізичні и химические свойства элементов, которые оказываются в свойствах простых іскладних тел, находятся в периодической зависимости от их атомной массы.

Графическим изображением Периодического закона Д. И. Менделеева есть Периодическая система химических элементов. Периоды - это горизонтальные ряды в таблице Менделеева. Периодов всего семь. Периоды разделяются на малые, что состоят из одного ряда (1-3 периода), и большие, что состоят из двух рядов (4-7 периоды). В периодах хорошо заметная периодичность изменения свойств элементов, простых веществ, образованных этими элементами, и их соединений. В периодах с ростом порядкового номера элементов их металлические свойства слабеют, а неметаллические усиливаются.

Группа - это вертикальный столбик в таблице Менделеева, в котором размещены подобные по свойствам химические элементы.

В короткопериодном варианте Періодичної системы каждая группа разделяется на подгруппы - главную (или А) и побочную (или Б). В состав главной подгруппы входят элементы больших и малых периодов, а в состав побочных подгрупп - только больших периодов и только метали.

В группах в главных подгруппах оказывается подобие элементов (например одинаковая высшая валентность) и их соединений (например общие формулы высших оксидов и водородных соединений).

В группах с ростом порядкового номера металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические ослабляются.

Физическое содержание Периодического закона. В атомах элементов с ростом порядкового номера происходит увеличение количества протонов в ядре и электронов, которые вращаются вокруг ядра. При этом периодически повторяется строение внешнего энергетического уровня. Поскольку свойства элементов во многом зависят от числа электронов на внешнем энергетическом уровне, то и они периодически повторяются. Свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов.

Понятие о радиусе атома.

Атомы не имеют четко определенных пределов, что предопределенно волновой природой электронов. В расчетах пользуются эффективными и мнимыми радиусами, то есть радиусами слоеобразных атомов, сближенных между собой во время образования кристалла. Их рассчитывают с помощью рентгенометрических данных. Чем больший атомный радиус, тем слабее воздерживаются около ядра внешние электроны; с уменьшением атомного радиуса электроны притягиваются к ядру сильнее. В периодах атомные радиусы уменьшаются с ростом порядкового номера. Это объясняется ростом заряда ядра атома, увеличением числа электронов на внешнем уровне и увеличением силы притяжения электронов (по закону Кулона). В группах с ростом порядкового номера атомный радиус растет, поскольку увеличивается число заполненных енергетичних уровней, причем число электронов на внешнем уровне не увеличується, следовательно, сила притяжения внешних электронов к ядру слабеет.

Электроотрицательность

Электроотрицательность - способность атома притягивать к себе электроны других атомов (имеются в виду валентные электроны внешнего энергетического уровня).

Обычно за единицу принимают электроотрицательность Лития и с ней сравнивают электроотрицательность других элементов, получая простые и удобные для сравнения значения относительной электроотрицательности элементов.

Относительная электроотрицательность отвечает Периодическому закону: в периодах с увеличением номера элемента она растет, в группах - уменьшается.

Чем большая относительная электроотрицательность, тем сильнее элемент обнаруживает неметаллические свойства. Неметаллы характеризуются большой относительной электроотрицательностью, а метали - небольшой.

 

Загрузка...