Строение атома
Все тела состоят из атомов и молекул, которые, в свою очередь, взаимодействуют друг с другом благодаря силам притяжения и отталкивания. Это взаимодействие определяется их электрическими свойствами. Долгое время считалось, что атом — это неделимая частица, пока эксперименты не показали, что в атоме содержатся более мелкие заряженные частицы. Опыты показывают, что атомы можно рассматривать как положительно заряженные ядра, окруженные отрицательными зарядами (электронами), которые движутся на определенных расстояниях от ядра. В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил модель атома, которая получила название "планетарной", из-за схожести с системой Солнца и планет.
Планетарная модель атома
В модели Резерфорда основная масса атома сосредоточена в положительно заряженном ядре, вокруг которого на разных расстояниях вращаются электроны. Электроны, двигаясь по орбитам, удерживаются силами притяжения к ядру. Таким образом, атом состоит из ядра и электронных оболочек. Электроны имеют отрицательный заряд и образуют вокруг ядра своеобразную электронную "оболочку". Именно она определяет химические и электрические свойства атома. Положительно заряженное ядро удерживает электроны, не давая им покинуть орбиту.
Ядро атома и его структура
Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протон имеет положительный заряд, равный по величине заряду электрона, но противоположный по знаку. Нейтрон же не имеет заряда и считается нейтральной частицей. Ядро атома водорода состоит из одного протона и одного электрона. У атомов других элементов, например, у атома гелия, ядро состоит из двух протонов и двух нейтронов. Это делает их стабильными. В 1919 году Резерфорд открыл нейтрон — незаряженную частицу, входящую в состав ядра.
Ионы: положительные и отрицательные
Когда атом теряет один или несколько электронов, он становится положительно заряженным ионом. Если атом приобретает лишние электроны, он становится отрицательным ионом. Положительный ион образуется при отсутствии одного или нескольких электронов в оболочке, а отрицательный — при избытке электронов. Такие ионы играют важную роль в химических реакциях и взаимодействиях молекул. Ионное взаимодействие значительно изменяет свойства вещества.
Силы в атоме и взаимодействие молекул
На малых расстояниях внутри атомов действуют электрические силы между электронами и ядрами, определяя стабильность и свойства вещества. Если расстояние между частицами увеличивается, силы притяжения уменьшаются, а на определенном расстоянии силы притяжения уравновешиваются силами отталкивания. Это создает баланс в атоме и стабильность его строения.