Apibrėžkite atomą. Pasaulis nuostabus

Mūsų pasaulis kupinas daug paslapčių ir neišspręstų, nes fizinis ir cheminiai procesai tikrai nuostabus. Tačiau mokslininkai nuolat stengėsi suprasti materijos, iš kurios pinasi gyvybė visatoje, esmę. Šis klausimas žmonijoje dažnai pradėjo kilti ilgą laiką. Šis straipsnis jums pasakys, kas yra paprastas atomas, iš kokių elementariųjų dalelių jis susideda ir kaip mokslininkai atrado mažiausios jo dalies egzistavimą. cheminis elementas.

Kas yra atomas ir kaip jis buvo atrastas?

Atomas yra mažiausia cheminio elemento dalis. atomai įvairių elementų skiriasi protonų ir neutronų skaičiumi.

Helio atomo ir jo branduolio lyginamasis dydis

Pirmieji, kurie pradėjo rimtai galvoti apie tai, iš ko susideda visi objektai, buvo senovės graikai. Beje, žodis „atomas“ kilo iš graikų o vertime reiškia „nedalomas“. Graikai tikėjo, kad anksčiau ar vėliau atsiras dalelė, kurios nepavyks padalyti. Tačiau jų samprotavimai buvo labiau spekuliatyvūs nei moksliniai, todėl negalima teigti, kad ši senovės tauta pirmoji padarė didelių atradimų apie mažų dalelių egzistavimą.

Apsvarstykite ankstyviausias idėjas apie tai, kas yra atomas.

senovės graikų filosofas Demokritas Daroma prielaida, kad pagrindiniai bet kurios medžiagos parametrai yra forma ir masė, o bet kuri medžiaga susideda iš mažų dalelių. Demokritas pateikė pavyzdį su ugnimi: jei ji dega, tada dalelės, iš kurių ji susideda, yra aštrios. Vanduo, priešingai, yra lygus, nes gali tekėti. O kietųjų objektų dalelių būsena, jo nuomone, yra grubi, nes jos gali visiškai susieti viena su kita. Demokritas taip pat buvo tikras, kad žmogaus siela susideda iš atomų.

Įdomus faktas: jei iki XIX amžiaus atomo klausimą sprendė tik filosofai, tai Džonas Daltonas tapo pirmuoju eksperimentuotoju, tyrinėjusiu mažas daleles. Eksperimentų metu jis išsiaiškino, kad atomai turi skirtingą masę, taip pat skirtingas savybes. Beje, daug įdomiau tirti atomų išsidėstymą konkrečių medžiagų molekulėse, jei stebite chemines reakcijas, kurios vyksta eksperimentų metu. Daltono darbai, nors ir nepaaiškino, kas yra atomas kaip visuma, kai kuriems kitiems mokslininkams skyrė atsisveikinimo žodžius.

Atomai ir molekulės, pavaizduoti Johno Daltono (1808)

1904 metais Džonas Tomsonas pateikė prielaidą apie atomo modelį: mokslininkas manė, kad atomas susideda iš teigiamai įkrautos medžiagos, kurios viduje yra neigiamo krūvio ląstelių. Prielaidos problema yra ta, kad Thompsonas bandė naudoti savo modelį, kad atsižvelgtų į elementų spektrines linijas, tačiau jo eksperimentai pradėjo žlugti.

Tuo pačiu metu japonų fizikas Hataro Nagaoka pripažino, kad atomas panašus į Saturno planetą: tariamai susideda iš teigiamą krūvį turinčio branduolio ir aplink jį besisukančių elektronų. Tačiau jo atomo modelis nebuvo visiškai teisingas.

1911 m. mokslininkas Rutherfordas pateikė kitą prielaidą apie atomo sandarą. Jo hipotezių rezultatas buvo stulbinantis: dabar šiuolaikinis mokslas labai pasikliauti šio fiziko atradimu.

1913 metais Nielsas Boras pateikė pusiau klasikinę atomo sandaros teoriją, paremtą Rutherfordo darbais.

Rezerfordo atomo modelio sukūrimas

Pažvelkime į šį modelį, nes jame išsamiai aprašomos kai kurios atomo savybės. Kaip minėta anksčiau, branduolinės fizikos „tėvas“ Ernestas Rutherfordas pradėjo dirbti su atomo modeliu 1911 m. Fizikas pradėjo gauti norimą rezultatą, kai pradėjo paneigti Tomsono atomo modelį. Mokslininkui į pagalbą atėjo Geigerio ir Marsdeno alfa dalelių sklaidos eksperimentas. Mokslininkas pasiūlė, kad atomas turi labai mažą teigiamai įkrautą branduolį. Šie argumentai padėjo sukurti atomo modelį, panašų į saulės sistemą, todėl jam buvo suteiktas pavadinimas "Planetinis atomo modelis".

Planetinis atomo modelis: branduolys (raudonas) ir elektronai (žalias)

Atomo centre yra branduolys, kuriame yra beveik visa atomo masė ir kuris turi teigiamą krūvį. Branduolys sudarytas iš protonų ir neutronų. Protonai yra elementariosios dalelės, turinčios teigiamą krūvį, o neutronai yra elementariosios dalelės, kurios neturi krūvio. Aplink šerdį kaip planetos saulės sistema, elektronai sukasi.

Redakcinis atsakymas

1913 metais danų fizikas Nielsas Bohras pasiūlė savo teoriją apie atomo sandarą. Jis rėmėsi fiziko Rutherfordo sukurtu planetiniu atomo modeliu. Jame atomas buvo lyginamas su makrokosmoso objektais – planetų sistema, kur planetos juda orbitomis aplink didelę žvaigždę. Panašiai ir planetiniame atomo modelyje elektronai juda orbitomis aplink centre esantį sunkųjį branduolį.

Bohras įtraukė kvantavimo idėją į atomo teoriją. Pagal ją elektronai gali judėti tik fiksuotomis orbitomis, atitinkančiomis tam tikrus energijos lygius. Būtent Bohro modelis tapo pagrindu kuriant šiuolaikinį kvantinį mechaninį atomo modelį. Šiame modelyje atomo branduolys, susidedantis iš teigiamai įkrautų protonų ir neįkrautų neutronų, taip pat yra apsuptas neigiamo krūvio elektronų. Tačiau, remiantis kvantine mechanika, neįmanoma nustatyti jokios tikslios elektrono judėjimo trajektorijos ar orbitos – yra tik sritis, kurioje yra panašaus energijos lygio elektronų.

Kas yra atomo viduje?

Atomai sudaryti iš elektronų, protonų ir neutronų. Neutronai buvo atrasti po to, kai fizikai sukūrė planetinį atomo modelį. Tik 1932 m., atlikdamas eksperimentų seriją, Jamesas Chadwickas atrado daleles, kurios neturi krūvio. Krūvio nebuvimą patvirtino faktas, kad šios dalelės niekaip nereagavo į elektromagnetinį lauką.

Paties atomo branduolį sudaro sunkiosios dalelės – protonai ir neutronai: kiekviena iš šių dalelių yra beveik du tūkstančius kartų sunkesnė už elektroną. Protonai ir neutronai taip pat yra panašaus dydžio, tačiau protonai turi teigiamą krūvį, o neutronai apskritai neturi.

Savo ruožtu protonai ir neutronai susideda iš elementariųjų dalelių, vadinamų kvarkais. Šiuolaikinėje fizikoje kvarkai yra mažiausia pagrindinė materijos dalelė.

Paties atomo dydis daug kartų didesnis už branduolio dydį. Jei atomas padidinamas iki futbolo aikštės dydžio, tai jo branduolio dydis gali būti panašus į teniso kamuoliuką tokios aikštės centre.

Gamtoje yra daug atomų, kurie skiriasi dydžiu, mase ir kitomis savybėmis. To paties tipo atomų grupė vadinama cheminiu elementu. Iki šiol žinoma daugiau nei šimtas cheminių elementų. Jų atomai skiriasi dydžiu, mase ir struktūra.

Elektronai atomo viduje

Neigiamai įkrauti elektronai juda aplink atomo branduolį, sudarydami savotišką debesį. Masyvus branduolys traukia elektronus, tačiau pačių elektronų energija leidžia jiems „pabėgti“ toliau nuo branduolio. Taigi, kuo didesnė elektrono energija, tuo jis toliau nuo branduolio.

Elektronų energijos vertė negali būti savavališka, ji atitinka tiksliai apibrėžtą energijos lygių rinkinį atome. Tai yra, elektrono energija laipsniškai keičiasi iš vieno lygio į kitą. Atitinkamai, elektronas gali judėti tik ribotame elektronų apvalkale, atitinkančiame tam tikrą energijos lygį – tokia yra Bohro postulatų prasmė.

Gavęs daugiau energijos, elektronas „peršoka“ į aukštesnį sluoksnį nuo branduolio, prarasdamas energiją, priešingai – į žemesnį sluoksnį. Taigi elektronų debesis aplink branduolį yra sutvarkytas kelių „nupjautų“ sluoksnių pavidalu.

Idėjų apie atomą istorija

Pats žodis „atomas“ kilęs iš graikų kalbos „nedalomas“ ir grįžta į senovės graikų filosofų idėjas apie mažiausią nedalomą materijos dalį. Viduramžiais chemikai buvo įsitikinę, kad tam tikrų medžiagų negalima toliau suskaidyti į sudedamąsias dalis. Šios mažiausios medžiagos dalelės vadinamos atomais. 1860 m. tarptautiniame chemikų kongrese Vokietijoje šis apibrėžimas buvo oficialiai įtvirtintas pasaulio moksle.

XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje fizikai atrado subatomines daleles ir tapo aišku, kad atomas iš tikrųjų nėra nedalomas. Teorijos buvo iš karto iškeltos vidinė struktūra atomo, vienas iš pirmųjų buvo Thomson modelis arba „razinų pudingo“ modelis. Pagal šį modelį maži elektronai buvo didžiuliame teigiamai įkrautame kūne, kaip razinos pudingo viduje. Tačiau praktiniai chemiko Rutherfordo eksperimentai paneigė šį modelį ir paskatino jį sukurti planetinį atomo modelį.

Bohro sukurtas planetinis modelis, kartu su neutronų atradimu 1932 m., sudarė šiuolaikinės atomo sandaros teorijos pagrindą. Kiti žinių apie atomą raidos etapai jau yra susiję su elementariųjų dalelių fizika: kvarkų, leptonų, neutrinų, fotonų, bozonų ir kt.

Paimkite bet kokį daiktą, na, bent šaukštą. Padėkite - guli tyliai, nejuda. Prisilietimas – šaltas nejudantis metalas.

Tačiau iš tikrųjų šaukštas, kaip ir viskas aplink mus, susideda iš nereikšmingo dydžio dalelių – atomų, tarp kurių yra dideli tarpai. Dalelės nuolat siūbuoja, svyruoja.

Kodėl šaukštas yra kietas, jei atomai jame yra laisvai išsidėstę ir visą laiką juda? Esmė ta, kad jie specialiosios pajėgos tarsi tvirtai prisirišę vienas prie kito. O tarpai tarp jų, nors ir daug didesni už pačius atomus, vis tiek yra nežymūs, ir mes negalime jų pastebėti.

Atomai yra skirtingi – gamtoje yra 92 atomų tipai. Viskas, kas yra pasaulyje, yra pastatyta iš jų, kaip ir iš 32 raidžių - visi rusų kalbos žodžiai. Dar 12 atmainų atomų mokslininkai sukūrė dirbtinai patys.

Žmonės jau seniai žinojo apie atomų egzistavimą. Daugiau nei prieš du tūkstančius metų m Senovės Graikija gyveno didis mokslininkas Demokritas, manęs, kad visas pasaulis susideda iš mažiausių dalelių. Jis pavadino juos „atomais“, o tai graikiškai reiškia „nedalomas“.

Mokslininkams prireikė daug laiko įrodyti, kad atomai tikrai egzistuoja. Tai atsitiko praėjusio amžiaus pabaigoje. Ir tada paaiškėjo, kad pats jų pavadinimas yra klaida. Nė vienas iš jų nėra nedalomas: atomas susideda iš dar mažesnių dalelių. Mokslininkai jas vadina elementariosiomis dalelėmis.

Čia menininkas nupiešė atomą. Viduryje yra šerdis, aplink kurią, kaip planetos aplink Saulę, juda mažyčiai rutuliukai. Šerdis taip pat nėra tvirta. Jį sudaro branduolinės dalelės – protonai ir neutronai.

Taip jie manė dar visai neseniai. Bet tada paaiškėjo, kad atominės dalelės nėra kaip kamuoliukai. Paaiškėjo, kad atomas išsidėstęs ypatingu būdu. Jei bandysite įsivaizduoti, kaip atrodo dalelės, galite pasakyti, kad elektronas yra kaip debesis. Tokie debesys sluoksniais supa šerdį. O branduolinės dalelės taip pat yra savotiški debesys.

At skirtingų veislių atomų skirtingas skaičius elektronų, protonų, neutronų. Nuo to priklauso atomų savybės.

Nesunku suskaidyti atomą. Elektronai lengvai atitrūksta nuo branduolių ir gyvena savarankišką gyvenimą. Pavyzdžiui, elektros srovė laidoje yra tokių nepriklausomų elektronų judėjimas.

Tačiau branduolys yra labai stiprus. Protonai ir neutronai jame yra glaudžiai sujungti vienas su kitu specialiomis jėgomis. Todėl labai sunku sulaužyti šerdį. Tačiau žmonės išmoko tai daryti ir gavo. Jie išmoko keisti dalelių skaičių branduolyje ir taip vienus atomus paversti kitais ir netgi sukurti naujus atomus.

Sunku tirti atomą: iš mokslininkų reikalaujama nepaprasto išradingumo ir išradingumo. Juk net jo dydį sunku įsivaizduoti: akimis nematomame mikrobe yra milijardai atomų, daugiau nei žmonių Žemėje. Ir vis dėlto, mokslininkai pasiekia savo tikslą, jiems pavyko išmatuoti, palyginti visų atomų ir dalelių, sudarančių atomą, svorius, išsiaiškino, kad protonas arba neutronas yra beveik du tūkstančius kartų masyvesnis už elektroną, jie atrado ir toliau. atrasti daug kitų atominių paslapčių.

Atomo sudėtis.

Atomas sudarytas iš atomo branduolys Ir elektronų apvalkalas.

Atomo branduolys sudarytas iš protonų ( p+) ir neutronus ( n 0). Dauguma vandenilio atomų turi vieną protono branduolį.

Protonų skaičius N(p+) yra lygus branduoliniam krūviui ( Z) ir elemento eilės skaičių natūralioje elementų serijoje (ir periodinėje elementų sistemoje).

N(p +) = Z

Neutronų skaičiaus suma N(n 0), žymimas tiesiog raide N, ir protonų skaičius Z paskambino masės skaičius ir yra pažymėtas raide BET.

A = Z + N

Atomo elektronų apvalkalą sudaro elektronai, judantys aplink branduolį ( e -).

Elektronų skaičius N(e-) neutralaus atomo elektronų apvalkale yra lygus protonų skaičiui Z jos esme.

Protono masė apytiksliai lygi neutrono masei ir 1840 kartų didesnė už elektrono masę, taigi atomo masė praktiškai lygi branduolio masei.

Atomo forma yra sferinė. Branduolio spindulys yra apie 100 000 kartų mažesnis už atomo spindulį.

Cheminis elementas- atomų tipas (atomų rinkinys), turintis tą patį branduolio krūvį (su tuo pačiu protonų skaičiumi branduolyje).

Izotopas- vieno elemento atomų rinkinys, kurio branduolyje yra toks pat neutronų skaičius (arba atomų tipas, turintis tiek pat protonų ir tiek pat neutronų branduolyje).

Skirtingi izotopai skiriasi vienas nuo kito neutronų skaičiumi savo atomų branduoliuose.

Vieno atomo ar izotopo žymėjimas: (E – elemento simbolis), pvz.: .

Atomo elektroninio apvalkalo sandara

atominė orbita yra elektrono būsena atome. Orbitos simbolis - . Kiekviena orbita atitinka elektronų debesį.

Tikrų atomų orbitalės pagrindinėje (nesužadintos) būsenoje yra keturių tipų: s, p, d Ir f.

elektroninis debesis- erdvės dalis, kurioje 90 (ar daugiau) procentų tikimybe galima rasti elektroną.

Pastaba: kartais neskiriamos sąvokos „atominė orbita“ ir „elektronų debesis“, abi jas vadinant „atominėmis orbita“.

Atomo elektronų apvalkalas yra sluoksniuotas. Elektroninis sluoksnis susidarė tokio pat dydžio elektronų debesys. Susidaro vieno sluoksnio orbitalės elektroninis („energijos“) lygis, jų energija yra tokia pati vandenilio atomui, bet kitokia kitų atomų.

To paties lygio orbitos sugrupuojamos į elektroninė (energetinė) polygiai:
s- polygis (sudarytas iš vieno s-orbitalės), simbolis - .
p polygis (susideda iš trijų p
d polygis (susideda iš penkių d-orbitalės), simbolis - .
f polygis (susideda iš septynių f-orbitalės), simbolis - .

To paties polygio orbitų energijos yra vienodos.

Nurodant polygius, prie polygio simbolio pridedamas sluoksnio (elektroninio lygio) numeris, pvz.: 2 s, 3p, 5d reiškia s- antrojo lygio polygis, p- trečiojo lygio polygis, d- penktojo lygio polygis.

Bendras polygių skaičius viename lygyje yra lygus lygio skaičiui n. Bendras orbitų skaičius viename lygyje yra n 2. Atitinkamai, iš viso debesys viename sluoksnyje taip pat yra n 2 .

Pavadinimai: - laisva orbita (be elektronų), - orbitalė su nesuporuotu elektronu, - orbitalė su elektronų pora (su dviem elektronais).

Eiliškumą, kuriuo elektronai užpildo atomo orbitales, lemia trys gamtos dėsniai (formulės pateiktos supaprastintai):

1. Mažiausios energijos principas – elektronai užpildo orbitales orbitalių energijos didėjimo tvarka.

2. Pauli principas – vienoje orbitoje negali būti daugiau nei du elektronai.

3. Hundo taisyklė – polygio viduje elektronai pirmiausia užpildo laisvas orbitas (po vieną), o tik po to sudaro elektronų poras.

Bendras elektronų skaičius elektroniniame nivelyje (arba elektroniniame sluoksnyje) yra 2 n 2 .

Polygių pasiskirstymas pagal energiją išreiškiamas toliau (energijos didėjimo tvarka):

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

Vizualiai ši seka išreiškiama energijos diagrama:

Atomo elektronų pasiskirstymas pagal lygius, polygius ir orbitales (elektroninė atomo konfigūracija) gali būti pavaizduotas elektroninės formulės, energijos diagramos arba, paprasčiau tariant, elektronų sluoksnio diagramos pavidalu (" elektroninė schema“).

Atomų elektroninės struktūros pavyzdžiai:

Valentinių elektronų- atomo elektronai, galintys dalyvauti formuojant cheminius ryšius. Bet kurio atomo atveju tai yra visi išoriniai elektronai ir tie prieš išoriniai elektronai, kurių energija yra didesnė nei išorinių. Pavyzdžiui: Ca atomas turi 4 išorinius elektronus s 2, jie taip pat yra valentiniai; Fe atomas turi išorinių elektronų - 4 s 2, bet jis turi 3 d 6, vadinasi, geležies atomas turi 8 valentinius elektronus. Kalcio atomo valentinė elektroninė formulė yra 4 s 2, o geležies atomų - 4 s 2 3d 6 .

Periodinė D. I. Mendelejevo cheminių elementų sistema
(natūrali cheminių elementų sistema)

Periodinis cheminių elementų dėsnis(šiuolaikinė formuluotė): cheminių elementų, taip pat jų suformuotų paprastų ir sudėtingų medžiagų savybės periodiškai priklauso nuo atomo branduolių krūvio vertės.

Periodinė sistema- periodinio dėsnio grafinė išraiška.

Natūralus cheminių elementų asortimentas- daugybė cheminių elementų, išdėstytų pagal protonų skaičiaus padidėjimą jų atomų branduoliuose arba, kas yra tas pats, pagal šių atomų branduolių krūvių padidėjimą. Elemento eilės numeris šioje eilutėje yra lygus skaičiui protonų bet kurio to elemento atomo branduolyje.

Cheminių elementų lentelė sukonstruota „supjaustant“ natūralią cheminių elementų seriją laikotarpiais(horizontalios lentelės eilutės) ir panašios elektroninės atomų sandaros elementų grupės (vertikalios lentelės stulpeliai).

Priklausomai nuo to, kaip elementai sujungiami į grupes, gali būti lentelė ilgas laikotarpis(elementai, turintys tą patį valentinių elektronų skaičių ir tipą, renkami grupėmis) ir trumpalaikis(elementai su vienodu valentinių elektronų skaičiumi renkami į grupes).

Trumpo laikotarpio lentelės grupės skirstomos į pogrupius ( pagrindinis Ir šalutiniai poveikiai), sutampa su ilgojo laikotarpio lentelės grupėmis.

Visi to paties laikotarpio elementų atomai tas pats numeris elektroniniai sluoksniai, lygūs periodo skaičiui.

Elementų skaičius laikotarpiais: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Dauguma aštuntojo laikotarpio elementų buvo gauti dirbtinai, paskutiniai šio laikotarpio elementai dar nesusintetinti. Visi laikotarpiai, išskyrus pirmąjį, prasideda šarminį metalą formuojančiu elementu (Li, Na, K ir kt.) ir baigiasi tauriąsias dujas formuojančiu elementu (He, Ne, Ar, Kr ir kt.).

Trumpųjų periodų lentelėje – aštuonios grupės, kurių kiekviena suskirstyta į du pogrupius (pagrindinį ir antrinį), ilgojoje – šešiolika grupių, kurios numeruojamos romėniškais skaitmenimis raidėmis A arba B, pvz.: IA, IIIB, VIA, VIIB. Ilgojo laikotarpio lentelės IA grupė atitinka pagrindinį trumpojo laikotarpio lentelės pirmosios grupės pogrupį; VIIB grupė – antrinis septintos grupės pogrupis: likusieji – panašiai.

Cheminių elementų savybės natūraliai kinta grupėmis ir periodais.

Laikotarpiais (su didėjančiu serijos numeriu)

• branduolinis krūvis didėja
• išorinių elektronų skaičius didėja,
• atomų spindulys mažėja,
• didėja elektronų ryšio su branduoliu stiprumas (jonizacijos energija),
• elektronegatyvumas didėja.
• sustiprėja paprastų medžiagų oksidacinės savybės ("nemetališkumas"),
• susilpnėja paprastų medžiagų redukcinės savybės ("metališkumas"),
• susilpnina pagrindines hidroksidų ir atitinkamų oksidų savybes,
• padidėja hidroksidų ir atitinkamų oksidų rūgštingumas.

Grupėse (su didėjančiu serijos numeriu)

• branduolinis krūvis didėja
• atomų spindulys didėja (tik A grupėse),
• mažėja ryšio tarp elektronų ir branduolio stiprumas (jonizacijos energija; tik A grupėse),
• elektronegatyvumas mažėja (tik A grupėse),
• susilpninti paprastų medžiagų oksidacines savybes ("nemetališkumas"; tik A grupėse),
• pagerinamos paprastų medžiagų redukuojančios savybės ("metališkumas"; tik A grupėse),
• padidėja pagrindinė hidroksidų ir atitinkamų oksidų savybė (tik A grupėse),
• susilpnėja hidroksidų ir atitinkamų oksidų rūgštingumas (tik A grupėse),
• mažėja vandenilio junginių stabilumas (didėja jų redukcinis aktyvumas; tik A grupėse).

Užduotys ir testai tema "9 tema. "Atomo sandara. D. I. Mendelejevo (PSCE) periodinis dėsnis ir periodinė cheminių elementų sistema“.

• Periodinis įstatymas - Periodinis dėsnis ir atomų sandara 8–9 klasė
  Turėtumėte žinoti: orbitalių užpildymo elektronais dėsnius (mažiausios energijos principas, Paulio principas, Hundo taisyklė), periodinės elementų sistemos sandarą.

  Turėtumėte mokėti: nustatyti atomo sudėtį pagal elemento padėtį periodinėje sistemoje ir, atvirkščiai, rasti elementą periodinėje sistemoje, žinodami jo sudėtį; pavaizduoti struktūros schemą, atomo, jono elektroninę konfigūraciją ir, atvirkščiai, pagal schemą ir elektroninę konfigūraciją nustatyti cheminio elemento padėtį PSCE; apibūdinti elementą ir jo sudaromas medžiagas pagal jo vietą PSCE; nustato atomų spindulio, cheminių elementų ir jų susidarančių medžiagų savybių pokyčius per vieną periodą ir vieną pagrindinį periodinės sistemos pogrupį.

  1 pavyzdys Nustatykite orbitų skaičių trečiajame elektroniniame lygyje. Kas yra šios orbitos?
  Norėdami nustatyti orbitų skaičių, naudojame formulę N orbitalės = n 2, kur n- lygio numeris. N orbitalės = 3 2 = 9. Vienas 3 s-, trys 3 p- ir penki 3 d- orbitalės.

  2 pavyzdys Nustatykite, kurio elemento elektroninė formulė yra 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .
  Norėdami nustatyti, kuris elementas tai yra, turite sužinoti jo serijos numerį, kuris yra lygus bendram elektronų skaičiui atome. Šiuo atveju: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Tai aliuminis.

  Įsitikinę, kad išmokote viską, ko reikia, pereikite prie užduočių. Linkime sėkmės.

  
  Rekomenduojama literatūra:
  • O. S. Gabrielyan ir kt.. Chemija, 11 kl. M., Bustard, 2002;
  • G. E. Rudzitis, F. G. Feldmanas. Chemija 11 ląstelių. M., Išsilavinimas, 2001 m.

Chemija yra mokslas apie medžiagas ir jų virsmą viena kita.

Medžiagos yra chemiškai grynos medžiagos

Chemiškai gryna medžiaga yra molekulių, turinčių tą pačią kokybinę ir kiekybinę sudėtį ir vienodą struktūrą, rinkinys.

CH3-O-CH3-

CH3-CH2-OH

Molekulė – mažiausios medžiagos dalelės, turinčios visas chemines savybes; molekulė sudaryta iš atomų.

Atomas yra chemiškai nedalomos dalelės, sudarančios molekules. (tauriųjų dujų molekulė ir atomas yra vienodi, He, Ar)

Atomas yra elektriškai neutrali dalelė, susidedanti iš teigiamai įkrauto branduolio, aplink kurį pagal griežtai apibrėžtus dėsnius pasiskirsto neigiamo krūvio elektronai. Be to, bendras elektronų krūvis yra lygus branduolio krūviui.

Atomų branduolį sudaro teigiamai įkrauti protonai (p) ir neutronai (n), kurie neturi jokio krūvio. Bendras neutronų ir protonų pavadinimas yra nukleonai. Protonų ir neutronų masė yra beveik vienoda.

Elektronai (e -) turi neigiamą krūvį, lygų protono krūviui. Masė e - yra maždaug 0,05% protono ir neutrono masės. Taigi visa atomo masė yra sutelkta jo branduolyje.

Skaičius p atome, lygus branduolio krūviui, vadinamas eilės numeriu (Z), kadangi atomas elektriškai neutralus, skaičius e lygus skaičiui p.

Atomo masės skaičius (A) yra protonų ir neutronų suma branduolyje. Atitinkamai, neutronų skaičius atome yra lygus skirtumui tarp A ir Z. (atomo masės skaičius ir eilės numeris).(N=A-Z).

17 35 Cl p=17, N=18, Z=17. 17p + , 18n 0 , 17e - .

Nukleonai

Atomų chemines savybes lemia jų elektroninė struktūra (elektronų skaičius), kuri yra lygi atominiam skaičiui (branduolinis krūvis). Todėl visi atomai, turintys tą patį branduolinį krūvį, chemiškai elgiasi vienodai ir yra apskaičiuojami kaip to paties cheminio elemento atomai.

Elementas yra atomų, turinčių tą patį branduolinį krūvį, rinkinys. (110 cheminių elementų).

Atomai, turintys tą patį branduolinį krūvį, gali skirtis masės skaičiumi, kuris yra susijęs su skirtingu neutronų skaičiumi jų branduoliuose.

Atomai, turintys tą patį Z, bet skirtingą masės skaičių, vadinami izotopais.

17 35 Cl 17 37 Cl

Vandenilio izotopai H:

Pavadinimas: 1 1 N 1 2 D 1 3 T

Pavadinimas: protium deuterium tritium

Pagrindinė sudėtis: 1p 1p+1n 1p+2n

Protis ir deuteris yra stabilūs

Tričio skilimas (radioaktyvus) Naudojamas vandenilinėse bombose.

Atominės masės vienetas. Avogadro numeris. Drugys.

Atomų ir molekulių masės yra labai mažos (maždaug nuo 10 -28 iki 10 -24 g), praktiniam šių masių parodymui patartina įvesti savo matavimo vienetą, kuris leistų pasiekti patogią ir pažįstamą skalę.

Kadangi atomo masė yra sutelkta jo branduolyje, kurį sudaro beveik vienodos masės protonai ir neutronai, logiška vieno nukleono masę laikyti atomų masės vienetu.

Sutarėme paimti vieną dvyliktąją anglies izotopo, turinčio simetrišką branduolio struktūrą (6p + 6n), atomų ir molekulių masės vienetą. Šis vienetas vadinamas atominės masės vienetu (amu), jis skaitiniu požiūriu lygus vieno nukleono masei. Šioje skalėje atomų masės artimos sveikosioms reikšmėms: He-4; Al-27; Ra-226 amu……

Apskaičiuokite 1 amu masę gramais.

1/12 (12 C) \u003d \u003d 1,66 * 10–24 g / a.u.m

Apskaičiuokime, kiek amu yra 1 g.

N A = 6,02 *-Avogadro skaičius

Gautas santykis vadinamas Avogadro skaičiumi, jis parodo, kiek a.m.u yra 1 g.

Periodinėje lentelėje pateiktos atominės masės išreiškiamos amu

Molekulinė masė yra molekulės masė, išreikšta amu, randama kaip visų šią molekulę sudarančių atomų masių suma.

m (1 molekulė H 2 SO 4) \u003d 1 * 2 + 32 * 1 + 16 * 4 \u003d 98 amu

Perėjimui nuo a.m.u. prie 1 g, kuris praktiškai naudojamas chemijoje, buvo įvestas dalinis medžiagos kiekio skaičiavimas, o kiekvienoje porcijoje yra struktūrinių vienetų (atomų, molekulių, jonų, elektronų) skaičius N A. Šiuo atveju tokios dalies, vadinamos 1 mol, masė, išreikšta gramais, yra skaitinė lygi atominei arba molekulinei masei, išreikštai amu.

Raskime 1 mol H 2 SO 4 masę:

M (1 mol H 2 SO 4) \u003d

98a.u.m*1,66**6,02*=

Kaip matote, molekulinės ir molinės masės yra skaitiniu požiūriu lygios.

1 mol- medžiagos kiekis, turintis Avogadro struktūrinių vienetų (atomų, molekulių, jonų) skaičių.

Molekulinė masė (M) yra 1 molio medžiagos masė, išreikšta gramais.

Medžiagos kiekis-V (mol); medžiagos masė m(g); molinė masė M (g / mol) – susijusi santykiu: V =;

2H2O+O22H2O

2 mol 1 mol

2.Pagrindiniai chemijos dėsniai

Medžiagos sudėties pastovumo dėsnis – chemiškai gryna medžiaga, nepriklausomai nuo paruošimo būdo, visada turi pastovią kokybinę ir kiekybinę sudėtį.

CH3+2O2=CO2+2H2O

NaOH+HCl=NaCl+H2O

Medžiagos, kurių sudėtis yra pastovi, vadinamos daltonitais. Išimties tvarka žinomos pastovios sudėties medžiagos - bertolitai (oksidai, karbidai, nitridai)

Masės tvermės dėsnis (Lomonosovas) – į reakciją patekusių medžiagų masė visada lygi reakcijos produktų masei. Iš to išplaukia, kad reakcijos metu atomai neišnyksta ir nesusidaro, jie pereina iš vienos medžiagos į kitą. Tai yra cheminės reakcijos lygties koeficientų parinkimo pagrindas, kiekvieno elemento atomų skaičius kairėje ir dešinėje lygties dalyse turi būti lygus.

Ekvivalentiškumo dėsnis cheminės reakcijos medžiagos reaguoja ir susidaro kiekis, lygus ekvivalentui (Kiek vienos medžiagos ekvivalentų suvartojama, lygiai tiek pat ekvivalentų suvartojama arba susidaro kitos medžiagos).

Ekvivalentas – tai medžiagos kiekis, kuris reakcijos metu prideda, pakeičia, išskiria vieną molį H atomų (jonų).Ekvivalentinė masė, išreikšta gramais, vadinama ekvivalentine mase (E).

Dujų įstatymai

Daltono dėsnis – bendras dujų mišinio slėgis lygus visų dujų mišinio komponentų dalinių slėgių sumai.

Avogadro dėsnis – vienoduose skirtingų dujų tūriuose tomis pačiomis sąlygomis yra vienodas molekulių skaičius.

Pasekmė: vienas molis bet kokių dujų normaliomis sąlygomis (t=0 laipsnių arba 273K ir P=1 atmosfera arba 101255 Paskaliai arba 760 mmHg. Stulpelis.) užima V=22,4 litro.

V, kuris užima vieną molį dujų, vadinamas moliniu tūriu Vm.

Žinant dujų (dujų mišinio) tūrį ir Vm nurodytomis sąlygomis, nesunku apskaičiuoti dujų (dujų mišinio) kiekį =V/Vm.

Mendelejevo-Klapeirono lygtis susieja dujų kiekį su sąlygomis, kuriomis jie yra. pV=(m/M)*RT=*RT

Naudojant šią lygtį visi fizikiniai dydžiai turi būti išreikšti SI: p-dujų slėgis (paskalis), V-dujų tūris (litrais), m-dujų masė (kg.), M-molinė masė (kg / mol), T - absoliuti temperatūra (K), Nu-dujų kiekis (mol), R- dujų konstanta = 8,31 J / (mol * K).

D - santykinis vienų dujų tankis kitų atžvilgiu - M dujų ir M dujų santykis, pasirinktas kaip standartas, rodo, kiek kartų vienos dujos yra sunkesnės už kitas D \u003d M1 / ​​​​M2.

Medžiagų mišinio sudėties išraiškos būdai.

Masės dalis W- medžiagos masės ir viso mišinio masės santykis W \u003d ((m in-va) / (m tirpalas)) * 100%

Molinė trupmena æ – in-va skaičiaus santykis su visu amžių skaičiumi. mišinyje.

Dauguma cheminių elementų gamtoje yra įvairių izotopų mišinys; žinodami cheminio elemento izotopinę sudėtį, išreikštą molinėmis dalimis, apskaičiuokite šio elemento atominės masės svertinę vidutinę vertę, kuri paverčiama ISCE. А= Σ (æi*Аi)= æ1*А1+ æ2*А2+…+ æn*Аn , kur æi yra i-ojo izotopo molinė dalis, Аi yra i-ojo izotopo atominė masė.

Tūrio dalis (φ) - Vi ir viso mišinio tūrio santykis. φi=Vi/VΣ

Žinant dujų mišinio tūrinę sudėtį, apskaičiuojamas dujų mišinio Mav. Мav= Σ (φi*Mi)= φ1*М1+ φ2*М2+…+ φn*Мn