Строение Атома

3K прочитали

Атом – наименьшая химически неделимая частица вещества.

В центре каждого атома находится ядро, имеющее положительный заряд, а вокруг ядра движутся электроны – отрицательно заряженные частицы (запомните: порядковый номер элемента = числу электронов).

Любой атом, в невозбужденном состоянии, имеет одинаковое число протонов и нейтронов, следовательно:

Атом – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и электронной оболочки.

Модели строения атома.

В 1903 году английским физиком Д. Томсоном была предложена так называемая «пудинговая» модель строения атома.

Согласно этой модели, атом представляет собой шар, внутри которого по всему объёму распределён положительный заряд — сам «пудинг» — и в нем находятся отрицательно заряженные электроны — «изюм» в пудинге.

"Пудинговая" модель строения атома "Кекс с изюмом": тесто - это положительный заряд, изюм - отрицательно заряженные частицы.
"Пудинговая" модель строения атома "Кекс с изюмом": тесто - это положительный заряд, изюм - отрицательно заряженные частицы.

Современная модель строения атома была предложена в 1913 году физиками Нильсом Бором и Эрнестом Резерфордом, эта модель получила название «планетарной».

Планетарная модель строения атома
Планетарная модель строения атома

Строение ядра.

Ядро состоит из протонов (р) (положительно заряженные частицы) и нейтронов (n) (нейтральная частица, заряд которой равен 0).

Главная характеристика атома – это заряд ядра (Z).

No = Np = Z

Вид атомов с одинаковым зарядом ядер называется химическим элементом.

Все химические элементы делятся на металлы и неметаллы.

Каждый элемент имеет своё название и свой символ (знак).

Массовое число – сумма числа протонов и нейтронов в ядре (А).

А = Np + Nn

Nn = A – Np

Массового числа в таблице Менделеева Нет!

Изотопы – разновидности атомов, имеющие одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

Изотопы водорода
Изотопы водорода
Атом – наименьшая химически неделимая частица вещества.-4
Изотопы Хлора
Изотопы Хлора

Строение электронной оболочки.

Электроны атома находятся в непрерывном движении вокруг ядра; тк энергия электронов различна, они занимают различные энергетические уровни.

No = Nē в атоме

No Nē в ионе

Электронная оболочка состоит из:

1) Энергетический уровень (ЭУ)

Число ЭУ равно номеру периода

1, 2, 3, 4,5…

2) Энергетический подуровень

Число подуровней на данном уровне равно номеру уровня: s, p, d, f…

1 s

2 s, p

3 s, p, d

4 s, p, d, f

3) Атомная орбиталь (АО)

Атомная орбиталь - это область пространства, в которой вероятность нахождения электрона максимальна.

На каждой орбитали могут максимально размещаться два электрона, обладающие равной энергией, но отличающиеся особым свойством, спином.

Графически орбиталь принято изображать в виде квадрата, а электроны — в виде стрелок, направленных вверх или вниз.

Атомная орбитальной
Атомная орбитальной

Ряд орбиталей, обладающих равной или близкой энергией, образует энергетический уровень (слой).

S – 1 атомная орбиталь

P – 3 атомные орбитали

D – 5 атомных орбиталей

F – 7 атомных орбиталей

Каждая атомная орбиталь имеет определенную конфигурацию в пространстве:

Виды атомных орбиталей
Виды атомных орбиталей

Правила заполнения энергетических подуровней.

1) Принцип наименьшей энергии - электроны заполняют сначала орбитали с наименьшей энергией.

Орбитали заполняются в порядке увеличения энергии, снизу-вверх. Каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была минимальной, т. е. среди свободных орбиталей он выбирает орбиталь с самой низкой энергией.

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d < 4f < 6p < 7s….

Атом – наименьшая химически неделимая частица вещества.-8

2) Правило Хунда

Правило Хунда
Правило Хунда

На атомных орбиталях с одинаковой энергией электроны располагаются по одному с параллельными спинами, т.е. орбитали одного подуровня заполняются так: сначала на каждую орбиталь распределяется по одному электрону, только когда во всех орбиталях данного подуровня распределено по одному электрону, занимаем орбитали вторыми электронами, с противоположными спинами.

3) Запрет Паули (принцип Паули):

Запрет / принцип Паули
Запрет / принцип Паули

На одной атомной орбитали могут находиться на более двух электронов с противоположными спинами (спин – это квантовомеханическая характеристика движения электрона).

План характеристики атомов:

  1. Символ

2. Состав ядра

3. Графическая электронная формула

4. Электронная формула

5. Сокращенная электронная формула

Атом – наименьшая химически неделимая частица вещества.-11

Провал электрона:

Провал электрона – провалом электрона называют переход электрона с внешнего, более высокого энергетического уровня, на предвнешний, энергетически более низкий. Это связано с большей энергетической устойчивостью получающихся при этом электронных конфигураций.

Подобное явление характерно лишь для: Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au.

Провал электрона на примере Хрома Cr
Провал электрона на примере Хрома Cr

Валентность и валентные электроны.

Валентные электроны – это электроны внешнего уровня + электроны пред внешнего уровня, если он заполнен не до конца.

Атом – наименьшая химически неделимая частица вещества.-13

Неспаренные валентные электроны способны к образованию химической связи, а их число соответствует количеству связей, которые данный атом может образовать с другими атомами.

Валентность – это способность атомов образовывать определенное число химических связей.

Основное и возбужденное состояние атома

Основное и возбужденное состояние атома отражаются на электронных конфигурациях. Возбужденное состояние связано с тем, что при возбуждении пары электронов распариваются и занимают новые ячейки.

Возбужденное состояние является для атома нестабильным, поэтому долгое время в нем он пребывать не может.

У некоторых атомов: азота, кислорода, фтора - возбужденное состояние невозможно, так как отсутствуют свободные орбитали ("ячейки") - электронам некуда перескакивать, к тому же d-орбиталь у них отсутствует (они во втором периоде).

Атом – наименьшая химически неделимая частица вещества.-14