Строение атома | Конспект

Атом – это мельчайшая частица вещества, размером приблизительно 10^-10 М.

В середине атома находится ядро, размер которого 10^-15 М. Вокруг ядра вращаются электроны, образуя электронные облака разной формы.

Ядро имеет сложное строение: в состав ядра входят протоны.

Протоны – это положительно заряженные частицы массой \(\approx\) 1,66 • 10^-27 кг.

Заряд протонов является элементарным (неделимым) \(\approx\) 1,6 • 10^-19 Кл.

Нейтроны – не заряженные частицы, их масса \(\approx\) 1,66 • 10^-27 кг.

Электроны – отрицательно заряженные частицы. Их заряд равен элементарному. Масса \(\approx\) 9 • 10^-31 кг.

Масса электрона гораздо меньше массы ядерных частиц. Таким образом вся масса атома сосредоточена в ядре.

Число электронов = числу протонов, атом электрически нейтрален.

Зная строение атома, легко объяснить процесс электризации: тело, потерявшее электроны – положительно заряженное, получившее – отрицательно.

Все материальные объекты делятся на 2 группы: вещества и поля.

Поля – это особые представители материальных объектов, которые человек не регистрирует. По этой причине изучать поля сложно.

Атом – это частицы, из которых состоят молекулы.

\(\frac{1}{1}\)Р – протон;

\(\frac{0}{1}\)Е – электрон;

z – 1 – заряд;

А – массовое число;

А = О – атом. единицы массы;

Z – число протонов;

N – число нейтронов;

Е – число электронов;

\(\frac{1}{0}\)n – нейтрон;

1 – 0 – заряд;

Z = 0 – число протонов;

Е = 0 – число электронов;

N = 1 – число нейтронов;

А = z + N = 1q.e.N.

Свободные электроны – это электроны, которые находятся на достаточно большом расстоянии от ядра, поэтому на них ядро действует с меньшей силой, чем на электроны, которые находятся близко к ядру, а соответственно, электроны могут свободно покидать атомы.

Атом, потерявший один или более электронов (положительных), приобрел отрицательные.

Число протонов и электронов у атомов по абсолютному значению равны, поэтому атом изначально нейтральный.

Ученый Резерфорд открыл строение атома:

В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого движутся электроны (ē).

Ядро состоит из мелких частиц – протонов (\(\overline{p}\)) и нейтронов (\(\overline{n}\)).

q_p = 1,6 + 10^-19 Кл

m\(\overline{p}\) > m_ē в 1840 раз

q\(\overline{n}\) = 0

m\(\overline{n}\) = m\(\overline{p}\)

В нейтральном атоме ē = \(\overline{\mathbf{p}}\).

Атом электронейтрален (q = 0).

Атом, потерявший электрон (ē), – это положительный ион.

Атом, который получил электрон (ē) – отрицательный ион.

Закон сохранения электрического заряда

Заряды складываются как числа в математике.

Строение атома

Более 2,5 тысяч лет назад греческий философ Демокрит сформулировал атомистическую теорию (все вещества состоят из мельчайших частиц – атомов).

В 1896 году Анри Беккерель открыл явление радиоактивности.

В 1899 году Эрнест Резерфорд провёл опыты по помещению радиоактивного элемента в магнитное поле.

Опыт Резерфорда показал, что у радиоактивного излучения сложное строение:

\(\alpha\) – поток положительных частиц (положительные ионы гелия);

\(\beta\) – поток отрицательных частиц (потом открыли электроны);

\(\gamma\) – поток гамма-излучения, не имеющий разряды.

В 1899 году Джозеф Томсон открыл электрон.

В 1903 году Джозеф Томсон представил первую модель атома – «пудинг с изюмом»:

В 1911 году Эрнест Резерфорд представил планетарную модель атома:

В 1919 году Эрнест Резерфорд открыл протон.

В 1932 году Джеймс Чедвик (ученик Э. Резерфорда) открыл нейтрон.

Также в 1932 году Вернер Гейзенберг сформулировал протонно-нейронное строение ядра атома.

Ещё в 1903 году Фредерик Содди заметил, что атом одного радиоактивного вещества радия превращается в радон без внешних сил.

\(_{88}^{226}\text{Rd}\) → \(_{86}^{222}\text{Rn}\) + \(_{2}^{4}\text{He}\) (x + y + \(\beta\) (\(\alpha\)))

Фредерик Содди показал, что такое превращение атомов происходит при альфа-распаде.

При реакциях распада (\(\alpha\ и\ \beta\)) начальный элемент не взаимодействует ни с какими частицами, а в конце реакции получается новый элемент + поток \(\alpha\)- и \(\beta\)-частиц.

При реакции бомбардировки (\(\alpha\ и\ \beta\)) частицами, исходный элемент взаимодействует с данными частицами, и в ходе этой реакции образуется новый элемент.

x + \(\beta\) (\(\alpha\)) → y

\(_{19}^{39}K\) → \(_{- 1}^{0}e\) + \(_{20}^{39}\text{Cd}\) \(\beta\) \(_{- 1}^{0}e\)

\(_{35}^{80}\text{Br}\) → \(_{2}^{4}\text{He}\) + \(_{33}^{76}\text{Ac}\) \(\alpha\) \(_{2}^{4}\text{He}\) + ион (ядро)

\(_{1}^{1}H\)

p = 1

e = 1

n = 0

\(_{51}^{122}\text{Sb}\)

n = 122 – 51 = 71

e = 51

p = 51

\(_{30}^{65}\text{Zn}\)

n = 65 – 30 = 35

e = 30

p = 30