Как вам уже известно, все элементы могут быть в трех формах: в простом веществе, сложно и свободные атомы. В данной статье мы рассмотрим последнюю форму - свободные атомы.
Когда-то думали, что атом - это и есть частица, которую нельзя разделить на более мелкие. Но вот в начале 20 века Резерфорд доказал обратное. Атом делится на более мелкие частицы.
Как же устроен атом?
В 1910 г. в Кембридже Эрнест Резерфорд со своими учениками и коллегами изучал рассеивание α-частиц, проходящих через тоненькую золотую фольгу и попадавших на экран. Альфа-частицы обычно чуть отклонялись от первоначального направления, всего на один градус, подтверждая, казалось бы, равномерность и однородность свойств атомов золота. И вдруг - о чудо! - исследователи заметили, что некоторые α-частицы резко изменяли направление движения, будто наталкивались на какую-то преграду.
Разместив экран перед фольгой, Э. Резерфорд сумел обнаружить даже те редчайшие случаи, когда α-частицы, отразившись от атомов золота, летели в обратном направлении.
Расчёты показали, что наблюдаемые ими явления могли произойти, если бы вся масса атома и весь его положительный заряд были сосредоточены в крохотном центральном ядре. Радиус ядра, как выяснилось, в 100 тысяч раз меньше радиуса всего атома, той его области, в которой находятся электроны, имеющие отрицательный заряд. Если применить образное сравнение, то весь объем атома можно уподобить стадиону в Лужниках, а ядро — футбольному мячу, положенному в центр поля.
Атом любого химического элемента - как бы крохотная Солнечная система. Поэтому такую модель атома, предложенную Э. Резерфордом, называют планетарной.
В ядре сосредоточена вся атомная масса, которая состоит из протонов р (положительных частиц) и нейтронов N (нейтральных частиц). Если сравнивать массу протона и нейтрона, то они окажутся одинаковыми. Так же вокруг ядра крутятся электроны e (частицы с отрицательным зарядом). Они почти в 2000 раз меньше, поэтому они не могут повлиять на атомную массу.
Так как атом электронейтрален, то количество протонов и электронов будет одинаково, которое можно узнать по порядковому номеру (Z). Порядковый номер = р = е.
Количство нейтронов N нельзя уже узнать просто, посмотрев на порядковый номер элемента в ПСХЭ. Тут нужно использовать формулу: N=A-Z.
Например, рассчитаем число нейтронов в атоме железа:
Строение электронных оболочек.
Тут мы с вами коснемся электронные оболочки. Это места, где крутятся электроны вокруг ядра. Все электроны движутся только в определенном порядке, то есть у них существует траектория движения.
В каждом атоме могут быть разное количество электронных оболочек. Чтобы узнать сколько оболочек существует у атома мы будем смотреть на ПСХЭ Менделеева и смотрим на номер периода. Если элемент находится в 4 периоде, то в нем 4 оболочки! Тут все предельно просто, главное просто это запомнить.
На каждой электронной электронной оболочке разное количество электронов.
В курсе химии 8—9 классов мы будем рассматривать элементы только первых трёх периодов, поэтому с завершённым третьим энергетическим уровнем у атомов мы не встретимся.
Так же число электронов на внешней электронной оболочке равно номеру группы.
Теперь, можно составить план, чтобы нарисовать строение атома:
- Смотрим на порядковый номер, чтобы определить количество электронов и заряд ядра;
- Смотрим на номер периода, что определить число электронных оболочек;
- Определяем число электронов на каждом электронном уровне.
Ядро водорода имеет только один электрон и, соотвественно, один электрон. Строение атома будет выглядеть вот так:
Следующий элемент 1-го периода гелий. Ядро атома гелия имеет заряд +2. У него на первом энергетическом уровне имеются уже два электрона:
На первом энергетическом уровне могут поместиться только два электрона и никак не больше — он полностью завершён. Потому-то 1-й период таблицы Д. И. Менделеева и состоит из двух элементов.
У лития, который находится во втором периоде добавится вторая электронная оболочка и третий электрон уже будет там:
У атома бериллия на второй уровень «попадает» ещё один электрон:
Второй уровень может вместить только восемь электронов, и поэтому он завершён у неона:
Третий период завершает аргон, который имеет 8 электронов на 3 энергетическом уровне.
Пространство вокруг ядра атома, где наиболее вероятно нахождение данного электрона, называют орбиталью этого электрона или электронным облаком.
Электронные облака могут иметь различную форму. Каждый энергетический уровень в атоме начинается с s-орбитали, имеющей сферическую форму. На втором и последующих уровнях после одной s-орбитали появляются р-орбитали гантелеобразной формы. Таких орбиталей три. Любую орбиталь занимают не более двух электронов. Следовательно, на s-орбитали их может быть только два, а на трёх р-орбиталях — шесть.
Запишем электронные формулы атомов 1-го и 2-го периодов:
Если статья помогла, то ставь лайк, пиши комментарий и помоги распространить статью дальше!
С наилучшими пожеланиями, твой карманный репетитор!
Читай также:
Таблица Менделеева и с чем её едят.
Химические формулы. Атомные и молекулярные массы.
