Атомын тодорхойлолтыг өг. Дэлхий үзэсгэлэнтэй

Манай ертөнц маш олон нууцаар дүүрэн бөгөөд шийдэгдээгүй, учир нь бие махбодийн болон химийн процессуудүнэхээр гайхалтай. Гэвч эрдэмтэд орчлон ертөнцийн амьдрал нэхсэн материйн мөн чанарыг ойлгохыг үргэлж хичээдэг байв. Энэ асуулт хүн төрөлхтний дунд удаан хугацааны туршид байнга гарч ирсэн. Энэ нийтлэлд энгийн атом гэж юу болох, ямар энгийн бөөмсөөс бүрдэх, эрдэмтэд хамгийн жижиг хэсэг байдгийг хэрхэн нээсэн тухай өгүүлэх болно. химийн элемент.

Атом гэж юу вэ, түүнийг хэрхэн нээсэн бэ?

Атом бол химийн элементийн хамгийн жижиг хэсэг юм. Атомууд янз бүрийн элементүүдпротон ба нейтроны тоогоор ялгаатай.

Гелийн атом ба түүний цөмийн харьцуулсан хэмжээ

Бүх объектууд юунаас бүрдэх талаар нухацтай бодож эхэлсэн анхны хүмүүс бол эртний Грекчүүд байв. Дашрамд хэлэхэд "атом" гэдэг үг үүнээс гаралтай Грекорчуулбал "хуваагдах боломжгүй" гэсэн утгатай. Грекчүүд эрт орой хэзээ нэгэн цагт хуваагдаж үл болох ийм бөөмс бий болно гэж итгэдэг байв. Гэвч тэдний үндэслэл нь шинжлэх ухаан гэхээсээ илүү таамаглалтай байсан тул энэ эртний хүмүүс жижиг хэсгүүдийн оршин тогтнох тухай агуу нээлтүүдийг анх хийсэн гэж хэлж болохгүй.

Атом гэж юу болох тухай хамгийн эртний санаануудыг авч үзье.

Эртний Грекийн гүн ухаантан Демокриталиваа бодисын үндсэн үзүүлэлт нь хэлбэр, масс бөгөөд аливаа бодис нь жижиг хэсгүүдээс тогтдог гэж үзсэн. Демокрит галын жишээг өгсөн: хэрэв шатаж байвал түүний бүрдсэн хэсгүүд нь хурц болно. Харин ус нь урсах чадвартай тул гөлгөр байдаг. Түүний бодлоор хатуу биетүүдийн бөөмсийн төлөв байдал нь ширүүн байдаг, учир нь тэд бие биендээ бүрэн наалддаг. Мөн Демокрит хүний ​​сүнс атомуудаас бүрддэг гэдэгт итгэлтэй байв.

Сонирхолтой баримт: хэрэв 19-р зууныг хүртэл зөвхөн философичид атомын асуудалд санаа тавьдаг байсан бол Жон Далтонжижиг хэсгүүдийг судалсан анхны туршилтчин болсон. Туршилтын явцад тэрээр атомууд өөр өөр масстай, мөн өөр өөр шинж чанартай болохыг олж мэдэв. Дашрамд хэлэхэд, хэрэв та туршилтын явцад тохиолддог химийн урвалыг ажиглавал тодорхой бодисын молекул дахь атомуудын зохион байгуулалтыг судлах нь илүү сонирхолтой юм. Хэдийгээр Далтоны бүтээлүүд атомыг бүхэлд нь юу болохыг тайлбарлаагүй ч бусад зарим эрдэмтдэд заавар зөвлөгөө өгсөн.

Жон Далтоны дүрсэлсэн атом ба молекулууд (1808)

1904 онд Жон Томсонатомын загварын талаархи таамаглалыг дэвшүүлэв: эрдэмтэн атом нь эерэг цэнэгтэй бодисоос бүрддэг бөгөөд дотор нь сөрөг цэнэгтэй корпускулууд байрладаг гэж үздэг. Таамаглалын асуудал бол Томпсон элементүүдийн спектрийн шугамыг харахын тулд өөрийн загвараа ашиглахыг оролдсон боловч түүний туршилтууд тийм ч амжилттай байгаагүй юм.

Үүний зэрэгцээ Японы физикч Хатаро Нагаокаатом нь Санчир гаригтай төстэй гэдгийг хүлээн зөвшөөрсөн: эерэг цэнэгтэй цөм ба түүнийг тойрон эргэдэг электронуудаас бүрддэг. Гэвч түүний атомын загвар нь бүрэн зөв биш байв.

1911 онд эрдэмтэн Рутерфордатомын бүтцийн талаар өөр таамаг дэвшүүлэв. Түүний таамаглалын үр дүн гайхалтай болсон: одоо орчин үеийн шинжлэх ухаанэнэ физикчийн нээлтэд ихээхэн найддаг.

1913 онд Нилс БорРутерфордын бүтээлүүд дээр үндэслэн атомын бүтцийн хагас сонгодог онолыг дэвшүүлсэн.

Рутерфордын атомын загварыг бүтээх

Энэ загварт атомын зарим шинж чанарыг нарийвчлан тусгасан тул авч үзье. Цөмийн физикийн "эцэг" Эрнест Рутерфорд 1911 оноос атомын загвар дээр ажиллаж эхэлсэн тухай өмнө дурдсан. Томсоны атомын загварыг няцааж эхэлснээр физикч хүссэн үр дүндээ хүрч эхэлжээ. Эрдэмтэд Гейгер, Марсден нарын альфа бөөмсийг тараах туршилт тусалсан. Эрдэмтэн атом нь маш жижиг эерэг цэнэгтэй цөмтэй гэж үзсэн. Эдгээр аргументууд нь нарны аймагтай төстэй атомын загварыг бий болгоход тусалсан тул ийм нэр өгсөн юм. "Атомын гаригийн загвар".

Атомын гаригийн загвар: цөм (улаан) ба электрон (ногоон)

Атомын төв хэсэгт атомын бараг бүх массыг агуулсан, эерэг цэнэгтэй цөм байдаг. Цөм нь протон ба нейтроноос тогтдог. Протон нь эерэг цэнэгтэй энгийн бөөмс, нейтрон бол цэнэггүй энгийн бөөмс юм. Цөмийн эргэн тойронд гаригууд шиг нарны систем, электронууд эргэдэг.

Редакцийн хариу

1913 онд Дани физикч Нилс Боратомын бүтцийн тухай онолоо дэвшүүлсэн. Тэрээр физикч Рутерфордын боловсруулсан атомын гаригийн загварыг үндэс болгон авчээ. Үүнд атомыг макро ертөнцийн объектуудтай зүйрлэсэн - гаригууд том одны тойрог замд хөдөлдөг гаригийн систем юм. Үүний нэгэн адил атомын гаригийн загварт электронууд төв хэсэгт байрлах хүнд цөмийн эргэн тойронд тойрог замд хөдөлдөг.

Бор атомын онолд квантчлах санааг нэвтрүүлсэн. Үүний дагуу электронууд зөвхөн тодорхой энергийн түвшинд тохирсон тогтмол тойрог замд хөдөлж чаддаг. Энэ бол Борын загвар нь атомын орчин үеийн квант механик загварыг бий болгох үндэс болсон юм. Энэ загварт эерэг цэнэгтэй протон, нейтроны цэнэггүй атомын цөм нь мөн сөрөг цэнэгтэй электронуудаар хүрээлэгдсэн байдаг. Гэсэн хэдий ч квант механикийн үзэж байгаагаар электрон хөдөлгөөний яг ямар нэг траектор эсвэл тойрог замыг тодорхойлох боломжгүй байдаг - зөвхөн ойролцоо энергийн түвшинтэй электронууд байдаг бүс нутаг байдаг.

Атом дотор юу байдаг вэ?

Атомууд нь электрон, протон, нейтроноос тогтдог. Физикчид атомын гаригийн загварыг боловсруулсны дараа нейтроныг нээсэн. Зөвхөн 1932 онд Жеймс Чадвик хэд хэдэн туршилт хийж, цэнэггүй бөөмсийг нээсэн. Цэнэг байхгүй нь эдгээр бөөмс нь цахилгаан соронзон орны нөлөөнд ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй байснаар батлагдсан.

Атомын цөм нь хүнд хэсгүүд болох протон ба нейтроноос бүрддэг: эдгээр бөөмс тус бүр нь электроноос бараг хоёр мянга дахин хүнд байдаг. Протон ба нейтрон нь ижил хэмжээтэй боловч протон нь эерэг цэнэгтэй, нейтрон нь огт цэнэггүй байдаг.

Хариуд нь протон ба нейтрон нь кварк гэж нэрлэгддэг энгийн бөөмсөөс бүрддэг. Орчин үеийн физикийн хувьд кваркууд нь материйн хамгийн жижиг, хамгийн үндсэн бөөмс юм.

Атомын хэмжээ нь цөмийн хэмжээнээс хэд дахин их байдаг. Хэрэв атомыг хөл бөмбөгийн талбайн хэмжээтэй болтлоо томруулсан бол түүний цөмийн хэмжээг ийм талбайн төвд байрлах теннисний бөмбөгтэй харьцуулж болно.

Байгальд хэмжээ, масс болон бусад шинж чанараараа ялгаатай олон атомууд байдаг. Нэг төрлийн атомын цуглуулгыг химийн элемент гэж нэрлэдэг. Өнөөдрийг хүртэл зуу гаруй химийн элемент мэдэгдэж байна. Тэдний атомууд нь хэмжээ, масс, бүтцээрээ ялгаатай.

Атом доторх электронууд

Сөрөг цэнэгтэй электронууд атомын цөмийг тойрон хөдөлж, нэг төрлийн үүл үүсгэдэг. Их хэмжээний цөм нь электронуудыг татдаг боловч электронуудын энерги нь тэднийг цөмөөс цааш "зугтах" боломжийг олгодог. Тиймээс электроны энерги их байх тусам цөмөөс хол байна.

Электрон энергийн утга нь дур зоргоороо байж болохгүй, энэ нь атом дахь энергийн түвшний тодорхой багцад нийцдэг. Өөрөөр хэлбэл, электроны энерги нэг түвшингээс нөгөөд огцом өөрчлөгддөг. Үүний дагуу электрон нь зөвхөн тодорхой энергийн түвшинд тохирсон хязгаарлагдмал электрон бүрхүүлийн дотор хөдөлж чаддаг - энэ бол Борын постулатын утга юм.

Илүү их энерги хүлээн авснаар электрон нь цөмөөс өндөр давхарга руу "үсэрч", энерги алдаж, эсрэгээрээ доод давхарга руу ордог. Ийнхүү цөмийн эргэн тойрон дахь электронуудын үүл нь хэд хэдэн "зүссэн" давхарга хэлбэрээр эрэмбэлэгддэг.

Атомын талаархи санаа бодлын түүх

"Атом" гэдэг үг нь Грекийн "хуваашгүй" гэсэн үгнээс гаралтай бөгөөд материйн хамгийн жижиг хуваагдашгүй хэсгийн тухай эртний Грекийн гүн ухаантнуудын үзэл санаанаас үүдэлтэй юм. Дундад зууны үед химичүүд зарим бодисыг бүрдүүлэгч элемент болгон задлах боломжгүй гэдэгт итгэлтэй болсон. Ийм хамгийн жижиг бодисын бөөмсийг атом гэж нэрлэдэг. 1860 онд Германд болсон олон улсын химичүүдийн их хурал дээр энэ тодорхойлолтыг дэлхийн шинжлэх ухаанд албан ёсоор баталжээ.

19-р зууны сүүл, 20-р зууны эхэн үед физикчид субатомын бөөмсийг нээсэн бөгөөд атом үнэхээр хуваагддаггүй нь тодорхой болсон. тухай онолууд дотоод бүтэцатомын анхны загваруудын нэг бол Томсоны загвар буюу "үзэмний пудинг" загвар юм. Энэ загварын дагуу жижиг электронууд нь идээ доторх үзэм шиг асар том эерэг цэнэгтэй бие дотор байсан. Гэсэн хэдий ч химич Рутерфордын практик туршилтууд энэ загварыг үгүйсгэж, атомын гаригийн загварыг бий болгоход хүргэв.

Бор гаригийн загварыг боловсруулсан нь 1932 онд нейтроныг нээсэн нь атомын бүтцийн орчин үеийн онолын үндэс суурь болсон юм. Атомын талаархи мэдлэгийг хөгжүүлэх дараагийн үе шатууд нь энгийн бөөмсийн физиктэй аль хэдийн холбоотой байдаг: кварк, лептон, нейтрин, фотон, бозон болон бусад.

Ямар ч зүйлийг аваарай, ядаж нэг халбага. Үүнийг тавь - энэ нь тайван хэвтэж, хөдөлдөггүй. Хүрэх - хүйтэн суурин металл.

Гэвч бодит байдал дээр халбага нь бидний эргэн тойрон дахь бүх зүйлийн нэгэн адил жижиг хэсгүүд болох атомуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээрийн хооронд том цоорхой байдаг. Бөөмүүд нь байнга ганхаж, чичирч байдаг.

Хэрэв түүний доторх атомууд чөлөөтэй байрлаж, байнга хөдөлдөг бол халбага яагаад хатуу байдаг вэ? Гол нь тэд тусгай хүчинбие биендээ нягт наалдсан мэт. Тэдгээрийн хоорондох интервал нь атомуудаас хамаагүй том боловч ач холбогдолгүй хэвээр байгаа бөгөөд бид тэдгээрийг анзаарч чадахгүй байна.

Атомууд өөр өөр байдаг - байгальд 92 төрлийн атом байдаг. Дэлхий дээрх бүх зүйлийг тэднээс бүтээдэг, 32 үсэг - орос хэлний бүх үгс. Эрдэмтэд өөр 12 төрлийн атомыг хиймэл аргаар бүтээжээ.

Хүмүүс атомын оршин тогтнох талаар удаан хугацааны турш таамаглаж байсан. Хоёр мянга гаруй жилийн өмнө эртний ГрекДэлхий бүхэлдээ хамгийн жижиг хэсгүүдээс бүрддэг гэж үздэг агуу эрдэмтэн Демокрит тэнд амьдарч байжээ. Тэр тэднийг "атомос" гэж нэрлэсэн бөгөөд энэ нь грекээр "хуваагдах боломжгүй" гэсэн утгатай.

Атомууд үнэхээр байдаг гэдгийг нотлохын тулд эрдэмтэд маш их цаг зарцуулсан. Энэ нь өнгөрсөн зууны төгсгөлд болсон. Тэгээд тэдний нэр нь алдаа байсан нь тогтоогдсон. Тэд хуваагддаггүй: атом нь бүр жижиг хэсгүүдээс бүрддэг. Эрдэмтэд тэдгээрийг энгийн бөөмс гэж нэрлэдэг.

Энд атом зурсан зураач байна. Дунд хэсэгт нь цөм байдаг бөгөөд түүний эргэн тойронд нарны эргэн тойрон дахь гаригууд шиг жижигхэн бөмбөлгүүд хөдөлдөг. Цөм нь бас хатуу биш юм. Энэ нь цөмийн бөөмс - протон ба нейтроноос бүрдэнэ.

Саяхан л тэгж бодож байсан. Гэвч дараа нь атомын бөөмс бөмбөг шиг биш гэдэг нь тодорхой болсон. Атомыг онцгой байдлаар байрлуулсан нь тогтоогдсон. Хэрэв бид бөөмс ямар харагддагийг төсөөлөхийг оролдвол электроныг үүл шиг гэж хэлж болно. Ийм үүл нь цөмийг давхаргаар хүрээлдэг. Цөмийн бөөмс нь бас нэг төрлийн үүл юм.

Байна янз бүрийн сортуудатомууд өөр өөр тооны электрон, протон, нейтрон. Атомын шинж чанар нь үүнээс хамаардаг.

Атомыг хуваахад хялбар байдаг. Электронууд цөмөөс амархан салж, бие даасан амьдралаар амьдардаг. Жишээлбэл, утсан дахь цахилгаан гүйдэл нь ийм бие даасан электронуудын хөдөлгөөн юм.

Гэхдээ гол нь маш бат бөх байдаг. Түүний доторх протон ба нейтронууд нь тусгай хүчнийхэн хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Тиймээс цөмийг эвдэх нь маш хэцүү байдаг. Гэхдээ хүмүүс үүнийг хийж сурсан, олж авсан. Бид цөм дэх бөөмсийн тоог хэрхэн өөрчилж, улмаар нэг атомыг бусад болгон хувиргаж, бүр шинэ атомуудыг бий болгох талаар сурсан.

Атомыг судлах нь хэцүү байдаг: эрдэмтэд ер бусын авъяас чадвар, авхаалж самбаа шаарддаг. Эцсийн эцэст түүний хэмжээг төсөөлөхөд хэцүү байдаг: нүдэнд үл үзэгдэх бичил биетэнд дэлхий дээрх хүмүүсээс илүү олон тэрбум атом байдаг. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд зорилгодоо хүрч, атомыг бүрдүүлдэг бүх атом, бөөмсийн жинг хэмжиж, харьцуулж, протон эсвэл нейтрон нь электроноос бараг хоёр мянга дахин их масстай болохыг олж мэдсэн бөгөөд одоо ч нээсээр байна. бусад олон атомын нууц.

Атомын найрлага.

Атом нь үүнээс бүрдэнэ атомын цөмболон электрон бүрхүүл.

Атомын цөм нь протонуудаас бүрддэг ( p +) ба нейтрон ( n 0). Ихэнх устөрөгчийн атомууд нэг протон цөмтэй байдаг.

Протоны тоо Н(p +) нь цөмийн цэнэгтэй тэнцүү ( З) ба элементүүдийн байгалийн цуврал дахь элементийн дарааллын дугаар (мөн элементүүдийн үечилсэн системд).

Н(х +) = З

Нейтроны тооны нийлбэр Н(n 0), энгийн үсгээр тэмдэглэнэ Н, ба протоны тоо Здуудсан асар их тоомөн үсгээр тэмдэглэнэ А.

А = З + Н

Атомын электрон бүрхүүл нь цөмийг тойрон хөдөлдөг электронуудаас бүрддэг ( д -).

Электронуудын тоо Н(д-) төвийг сахисан атомын электрон бүрхүүл дэх протоны тоотой тэнцүү байна Зүндсэндээ.

Протоны масс нь ойролцоогоор нейтроны масстай тэнцүү бөгөөд электроны массаас 1840 дахин их байдаг тул атомын масс нь цөмийн масстай бараг тэнцүү байна.

Атомын хэлбэр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Цөмийн радиус нь атомын радиусаас 100,000 дахин бага.

Химийн элемент- цөмийн ижил цэнэгтэй (цөмд ижил тооны протонтой) атомын төрөл (атомын багц).

Изотоп- цөм дэх ижил тооны нейтронтой нэг элементийн атомуудын багц (эсвэл цөм дэх ижил тооны протон, ижил тооны нейтронтой атомын төрөл).

Өөр өөр изотопууд нь атомын цөм дэх нейтроны тоогоор бие биенээсээ ялгаатай байдаг.

Нэг атом эсвэл изотопын тэмдэглэгээ: (E нь элементийн тэмдэг), жишээлбэл:.

Атомын электрон бүрхүүлийн бүтэц

Атомын тойрог зам- атом дахь электроны төлөв байдал. Орбитын тэмдэг -. Орбитал бүрт электрон үүл тохирдог.

Газар дээрх (өдөөгдөөгүй) бодит атомуудын орбиталууд дөрвөн төрөлтэй. с, х, гболон е.

Цахим үүл- 90 (ба түүнээс дээш) хувийн магадлалтайгаар электрон илрүүлж болох орон зайн хэсэг.

Анхаарна уу: заримдаа "атомын тойрог зам" ба "электрон үүл" гэсэн ойлголтыг ялгаж салгадаггүй бөгөөд хоёуланг нь "атомын тойрог зам" гэж нэрлэдэг.

Атомын электрон бүрхүүл нь давхаргатай байдаг. Цахим давхаргаижил хэмжээтэй электрон үүлсээр үүссэн. Нэг давхаргын тойрог замууд үүсдэг электрон ("эрчим хүч") түвшин, тэдгээрийн энерги нь устөрөгчийн атомын хувьд ижил боловч бусад атомын хувьд өөр байна.

Ижил түвшний ижил төстэй орбиталуудыг бүлэгт хуваадаг электрон (эрчим хүч)дэд түвшин:
с- дэд түвшин (нэг хэсгээс бүрдэнэ с- тойрог зам), бэлэг тэмдэг - .
х- дэд түвшин (гурваас бүрдэнэ х
г- дэд түвшин (таван хэсгээс бүрдэнэ г-орбиталууд), тэмдэг -.
е- дэд түвшин (долооноос бүрдэнэ е-орбиталууд), тэмдэг -.

Нэг дэд түвшний тойрог замын энерги ижил байна.

Дэд түвшнийг тодорхойлохдоо давхаргын дугаарыг (цахим давхарга) дэд түвшний тэмдэгт нэмнэ, жишээлбэл: 2 с, 3х, 5ггэсэн үг с- хоёрдугаар түвшний дэд түвшин, х- гуравдугаар түвшний дэд түвшин, г- тав дахь түвшний дэд түвшин.

Нэг түвшний дэд түвшний нийт тоо нь түвшний тоотой тэнцүү байна n... Нэг түвшний тойрог замын нийт тоо n 2. Үүний дагуу, нийт тооүүл нь нэг давхаргад бас байдаг n 2 .

Тэмдэглэл: - чөлөөт тойрог зам (электронгүй), - хосгүй электронтой тойрог зам, - хос электронтой орбитал (хоёр электронтой).

Атомын тойрог замыг электроноор дүүргэх дарааллыг байгалийн гурван хуулиар тодорхойлно (томьёоллыг хялбаршуулсан байдлаар өгсөн болно).

1. Хамгийн бага энергийн зарчим - электронууд тойрог замын энергийг нэмэгдүүлэх дарааллаар тойрог замыг дүүргэдэг.

2. Паулигийн зарчим - нэг тойрог замд хоёроос илүү электрон байж болохгүй.

3. Хундын дүрэм - дэд түвшний дотор электронууд эхлээд чөлөөт орбиталуудыг (нэг нэгээр нь) дүүргэж, дараа нь электрон хос үүсгэдэг.

Цахим түвшний (эсвэл электрон давхарга дахь) электронуудын нийт тоо 2 байна n 2 .

Дэд түвшний энергийн хуваарилалтыг дараах байдлаар илэрхийлнэ (энергийг нэмэгдүүлэх дарааллаар):

1с, 2с, 2х, 3с, 3х, 4с, 3г, 4х, 5с, 4г, 5х, 6с, 4е, 5г, 6х, 7с, 5е, 6г, 7х ...

Энэ дарааллыг эрчим хүчний диаграммд тодорхой илэрхийлсэн болно.

Атомын электронуудын түвшин, дэд түвшин, орбитал (атомын электрон тохиргоо) дээр тархалтыг электрон томъёо, энергийн диаграмм хэлбэрээр эсвэл энгийнээр хэлбэл электрон давхаргын диаграм хэлбэрээр дүрсэлж болно (" электрон хэлхээ").

Атомын электрон бүтцийн жишээ:

Валент электронууд- химийн холбоо үүсгэхэд оролцож болох атомын электронууд. Аливаа атомын хувьд эдгээр нь бүгд гадаад электронууд ба гаднах өмнөх электронууд бөгөөд энерги нь гадныхаас их байдаг. Жишээ нь: Са атом нь гадаад электронтой - 4 с 2, тэдгээр нь мөн валент; Fe атом нь гадаад электронтой - 4 с 2, гэхдээ 3-тай г 6, тиймээс төмрийн атом нь 8 валентын электронтой. Кальцийн атомын валентын электрон томъёо нь 4 байна с 2, төмрийн атом - 4 с 2 3г 6 .

Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн систем
(химийн элементүүдийн байгалийн систем)

Химийн элементүүдийн үечилсэн хууль(орчин үеийн томъёолол): химийн элементүүдийн шинж чанар, түүнчлэн тэдгээрээс үүссэн энгийн ба нарийн төвөгтэй бодисууд нь атомын цөмөөс үүсэх цэнэгийн утгаас үе үе хамааралтай байдаг.

Тогтмол систем- үечилсэн хуулийн график илэрхийлэл.

Химийн элементүүдийн байгалийн хүрээ- атомын цөм дэх протоны тоо нэмэгдэж, эсвэл эдгээр атомын цөмүүдийн нэмэгдэж буй цэнэгийн дагуу байрладаг химийн элементүүдийн цуваа. Энэ мөр дэх элементийн дарааллын дугаар тоотой тэнцүү байнаэнэ элементийн аль ч атомын цөм дэх протонууд.

Химийн элементүүдийн хүснэгтийг байгалийн цуврал химийн элементүүдийг "зүсэх" замаар бүтээдэг үеүүд(хүснэгтийн хэвтээ эгнээ) ба бүлэглэл (хүснэгтийн босоо багана) атомын электрон бүтэцтэй ижил төстэй элементүүд.

Элементүүдийг бүлэг болгон нэгтгэх аргаас хамааран хүснэгт нь байж болно урт хугацаа(ижил тоо, төрлийн валентийн электронтой элементүүдийг бүлэгт цуглуулдаг) ба богино хугацаа(ижил тооны валентийн электронтой элементүүдийг бүлэгт цуглуулдаг).

Богино хугацааны хүснэгтийн бүлгүүдийг дэд бүлгүүдэд хуваадаг ( үндсэнболон барьцаа) урт хугацааны хүснэгтийн бүлгүүдтэй давхцдаг.

Нэг үеийн элементүүдийн бүх атомууд ижил тоохугацааны дугаартай тэнцэх электрон давхаргууд.

Үе дэх элементүүдийн тоо: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Наймдугаар үеийн ихэнх элементүүдийг зохиомлоор олж авсан, энэ үеийн сүүлчийн элементүүдийг нийлэгжүүлээгүй байна. Эхнийхээс бусад бүх үе нь шүлтлэг металл (Li, Na, K гэх мэт) үүсгэдэг элементээр эхэлж, язгуур хий үүсгэдэг элементээр төгсдөг (He, Ne, Ar, Kr гэх мэт). ).

Богино хугацааны хүснэгтэд найман бүлэг байдаг бөгөөд тус бүр нь хоёр дэд бүлэгт (үндсэн ба хоёрдогч) хуваагддаг бол урт хугацааны хүснэгтэд арван зургаан бүлэг байдаг бөгөөд тэдгээрийг Ромын тоогоор A эсвэл B үсгээр дугаарласан байдаг. жишээ нь: IA, IIIB, VIA, VIIB. Урт хугацааны хүснэгтийн IA бүлэг нь богино хугацааны хүснэгтийн эхний бүлгийн үндсэн дэд бүлэгтэй тохирч байна; VIIB бүлэг - долоо дахь бүлгийн хажуугийн дэд бүлэг: бусад нь ижил төстэй.

Химийн элементүүдийн шинж чанар нь бүлэг, үе шатанд байгалийн жамаар өөрчлөгддөг.

Үе үе (серийн дугаар нэмэгдэх тусам)

• цөмийн цэнэг нэмэгдэж,
• гадаад электронуудын тоо нэмэгдэж,
• атомын радиус багасч,
• электронуудын цөмтэй холбоо барих хүч (иончлолын энерги) нэмэгдэж,
• цахилгаан сөрөг чанар нэмэгдэж,
• энгийн бодисын исэлдүүлэх шинж чанарыг сайжруулдаг ("металл бус"),
• энгийн бодисын бууруулах шинж чанар ("металл чанар") суларч,
• гидроксид ба холбогдох ислийн үндсэн шинж чанарыг сулруулж,
• гидроксид ба холбогдох ислийн хүчиллэг чанар нэмэгддэг.

Бүлэгт (серийн дугаар нэмэгдэж)

• цөмийн цэнэг нэмэгдэж,
• атомын радиус нэмэгддэг (зөвхөн А бүлэгт);
• электронуудын цөмтэй холбоо барих хүч буурах (иончлолын энерги; зөвхөн А бүлэгт);
• цахилгаан сөрөг чанарыг бууруулдаг (зөвхөн А бүлэгт);
• энгийн бодисын исэлдүүлэх шинж чанар сулардаг ("металл бус"; зөвхөн А бүлэгт);
• энгийн бодисын бууруулагч шинж чанарыг сайжруулдаг ("металл чанар"; зөвхөн А бүлэгт);
• гидроксид ба холбогдох ислийн үндсэн шинж чанар нэмэгддэг (зөвхөн А бүлэгт);
• гидроксид ба холбогдох ислийн хүчиллэг шинж чанар сулардаг (зөвхөн А бүлэгт);
• устөрөгчийн нэгдлүүдийн тогтвортой байдал буурдаг (тэдгээрийн бууруулагч идэвхжил нэмэгддэг; зөвхөн А бүлэгт).

"Сэдэв 9" сэдвээр даалгавар, тест. Атомын бүтэц. Д.И.Менделеевийн үечилсэн хууль ба химийн элементүүдийн үечилсэн систем (PSKhE) "."

• Тогтмол хууль - Үелэх хууль ба атомын бүтэц 8-9 анги
  Та мэдэх ёстой: орбиталуудыг электроноор дүүргэх хуулиуд (хамгийн бага энергийн зарчим, Паулигийн зарчим, Хунд дүрэм), элементүүдийн үечилсэн системийн бүтэц.

  Та дараах чадвартай байх ёстой: үечилсэн систем дэх элементийн байрлалаар атомын найрлагыг тодорхойлох, мөн эсрэгээр, түүний найрлагыг мэддэг үечилсэн систем дэх элементийг олох; бүтцийн диаграмм, атом, ионы электрон тохиргоог дүрслэх, мөн эсрэгээр, схем болон электрон тохиргооны дагуу PSCE дахь химийн элементийн байрлалыг тодорхойлох; элемент ба түүнээс үүссэн бодисыг БГБХБ-д эзлэх байр сууриар нь тодорхойлох; атомын радиус, химийн элементүүдийн шинж чанар, тэдгээрийн үүсгэсэн бодисын нэг үе, үечилсэн системийн нэг үндсэн дэд бүлгийн өөрчлөлтийг тодорхойлох.

  Жишээ 1.Гурав дахь электрон түвшний тойрог замын тоог тодорхойлно. Эдгээр орбиталууд юу вэ?
  Орбиталуудын тоог тодорхойлохын тулд бид томъёог ашиглана Нтойрог замууд = n 2, хаана n- түвшний тоо. НОрбиталууд = 3 2 = 9. Нэг 3 с-, гурав 3 х- ба тав 3 г- тойрог замууд.

  Жишээ 2.Аль элементийн атом электрон томьёотой болохыг тодорхойл 1 с 2 2с 2 2х 6 3с 2 3х 1 .
  Энэ нь аль элемент болохыг тодорхойлохын тулд атомын нийт электронтой тэнцүү серийн дугаарыг олж мэдэх шаардлагатай. Энэ тохиолдолд: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Энэ нь хөнгөн цагаан юм.

  Танд хэрэгтэй бүх зүйл сурсан эсэхийг шалгасны дараа даалгавраа үргэлжлүүлээрэй. Та бүхэнд амжилт хүсье.

  
  Уншихыг зөвлөж байна:
  • О.С.Габриелян болон бусад.Хими 11-р анги. М., Бустард, 2002;
  • Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Хими 11 cl. М., Боловсрол, 2001.

Хими бол бодис, тэдгээрийн бие бие рүүгээ хувирах шинжлэх ухаан юм.

Бодис нь химийн цэвэр бодис юм

Химийн цэвэр бодис гэдэг нь ижил чанарын болон тоон найрлагатай, ижил бүтэцтэй молекулуудын цуглуулга юм.

CH 3 -O-CH 3 -

CH 3 -CH 2 -OH

Молекул - химийн бүх шинж чанарыг агуулсан бодисын хамгийн жижиг хэсгүүд; молекул нь атомуудаас тогтдог.

Атом нь химийн хувьд хуваагдашгүй бөөмс бөгөөд үүнээс молекулууд үүсдэг. (эрхэм хийн хувьд молекул ба атом нь ижил, He, Ar)

Атом гэдэг нь эерэг цэнэгтэй цөмөөс тогтсон цахилгаан саармаг бөөмс бөгөөд түүний эргэн тойронд сөрөг цэнэгтэй электронууд хатуу тодорхойлсон хуулиудын дагуу тархсан байдаг. Түүнээс гадна электронуудын нийт цэнэг нь цөмийн цэнэгтэй тэнцүү байна.

Атомын цөм нь эерэг цэнэгтэй протон (p) ба цэнэггүй нейтроноос (n) бүрдэнэ. Нейтрон ба протоны нийтлэг нэр нь нуклон юм. Протон ба нейтроны масс бараг ижил байна.

Электронууд (e -) протоны цэнэгтэй тэнцэх сөрөг цэнэгтэй. Масс e - протон ба нейтроны массын ойролцоогоор 0.05% байна. Тиймээс атомын бүх масс түүний цөмд төвлөрдөг.

Цөмийн цэнэгтэй тэнцүү атом дахь p тоог дарааллын тоо (Z) гэж нэрлэдэг, учир нь атом нь цахилгаан саармаг, e тоо нь p тоотой тэнцүү байна.

Атомын массын тоо (A) нь цөм дэх протон ба нейтронуудын нийлбэр юм. Үүний дагуу атом дахь нейтроны тоо нь A ба Z хоёрын зөрүүтэй тэнцүү байна (атомын массын дугаар ба серийн дугаар) (N = A-Z).

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

Нуклонууд

Атомын химийн шинж чанарыг тэдгээрийн электрон бүтцээр (электронуудын тоо) тодорхойлдог бөгөөд энэ нь атомын дарааллын тоо (цөмийн цэнэг) -тэй тэнцүү байна. Үүний үр дүнд ижил цөмийн цэнэгтэй бүх атомууд химийн хувьд адилхан ажилладаг бөгөөд ижил химийн элементийн атомууд гэж тооцогддог.

Химийн элемент гэдэг нь ижил цөмийн цэнэгтэй атомуудын цуглуулга юм. (110 химийн элемент).

Ижил цөмийн цэнэгтэй атомууд нь массын тоогоор ялгаатай байж болох бөгөөд энэ нь тэдний цөм дэх өөр өөр тооны нейтронтой холбоотой байдаг.

Ижил Z боловч өөр өөр масстай атомуудыг изотоп гэж нэрлэдэг.

17 35 Кл 17 37 Кл

Устөрөгчийн H изотопууд:

Зориулалт: 1 1 N 1 2 D 1 3 T

Нэр: протиум дейтерий тритий

Үндсэн найрлага: 1p 1p + 1n 1p + 2n

Протиум ба дейтерий тогтвортой байна

Тритиум задрал (цацраг идэвхт) Устөрөгчийн бөмбөгөнд ашигладаг.

Атомын массын нэгж. Авогадрогийн дугаар. Мэнгэ.

Атом ба молекулуудын масс нь маш бага (ойролцоогоор 10-28-аас 10-24 гр), эдгээр массыг бодитоор харуулахын тулд өөрийн хэмжих нэгжийг нэвтрүүлэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь тохиромжтой, танил масштабтай болоход хүргэдэг.

Атомын масс нь бараг ижил масстай протон ба нейтроноос бүрдэх цөмд төвлөрдөг тул нэг нуклонын массыг атомын нэгж масс болгон авах нь логик юм.

Цөмийн тэгш хэмтэй бүтэцтэй (6p + 6n) нүүрстөрөгчийн изотопын арван хоёрны нэгийг атом, молекулын нэгж масс болгон авахаар тохиролцсон. Энэ нэгжийг атомын массын нэгж (аму) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь тоон хувьд нэг нуклонын масстай тэнцүү юм. Энэ масштабаар атомын масс нь бүхэл тоон утгатай ойролцоо байна: He-4; Аль-27; Ра-226 аму ……

1 амугийн массыг граммаар тооцоолъё.

1/12 (12 С) = = 1.66 * 10 -24 г / аму

1 г-д хичнээн аму агуулагддагийг тооцоолъё.

Н А = 6.02 * -Авогадрогийн дугаар

Үр дүнгийн харьцааг Авогадрогийн тоо гэж нэрлэдэг бөгөөд 1 г-д хичнээн аму агуулагдаж байгааг харуулдаг.

Үелэх системд өгөгдсөн атомын массыг амугаар илэрхийлнэ

Молекулын масс гэдэг нь амугаар илэрхийлэгдэх молекулын масс бөгөөд тухайн молекулыг бүрдүүлдэг бүх атомын массын нийлбэрээр олддог.

м (1 молекул H 2 SO 4) = 1 * 2 + 32 * 1 + 16 * 4 = 98 аму

Химид практикт хэрэглэгддэг амугаас 1 г хүртэл шилжихийн тулд бодисын хэмжээг хэсэгчлэн тооцоолох аргыг нэвтрүүлсэн бөгөөд хэсэг бүр нь бүтцийн нэгжийн (атом, молекул, ион, электрон) N A тоог агуулдаг. Энэ тохиолдолд граммаар илэрхийлсэн 1 моль гэж нэрлэгддэг ийм хэсгийн масс нь амугаар илэрхийлэгдсэн атомын буюу молекулын жинтэй тэнцүү байна.

1 моль H 2 SO 4-ийн массыг олъё.

M (1 моль H 2 SO 4) =

98 аму * 1.66 ** 6.02 * =

Таны харж байгаагаар молекул ба молийн масс нь тоон хувьд тэнцүү байна.

1 мэнгэ- Авогадрогийн бүтцийн нэгжийн тоо (атом, молекул, ион) агуулсан бодисын хэмжээ.

Молекул жин (М)- граммаар илэрхийлсэн 1 моль бодисын масс.

Бодисын хэмжээ - V (моль); бодисын масс m (г); молийн масс M (г / моль) - харьцаагаар холбогдоно: V =;

2H 2 O + O 2 2H 2 O

2 моль 1 моль

2.Химийн үндсэн хуулиуд

Бодисын найрлагын тогтвортой байдлын хууль - химийн цэвэр бодис нь үйлдвэрлэлийн аргаас үл хамааран үргэлж чанарын болон тоон найрлагатай байдаг.

CH3 + 2O2 = CO2 + 2H2O

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Тогтмол найрлагатай бодисыг дальтонит гэж нэрлэдэг. Үл хамаарах зүйл бол тогтмол найрлагатай бодисууд байдаг - бертолит (оксид, карбид, нитрид)

Масс хадгалагдах хууль (Ломоносов) - урвалд орсон бодисын масс нь урвалын бүтээгдэхүүний масстай үргэлж тэнцүү байдаг. Үүнээс үзэхэд урвалын явцад атомууд алга болдоггүй бөгөөд тэдгээр нь үүсдэггүй, нэг бодисоос нөгөөд шилждэг. Химийн урвалын тэгшитгэл дэх коэффициентийг сонгохдоо үүн дээр үндэслэсэн бөгөөд тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд байгаа элемент бүрийн атомын тоо тэнцүү байх ёстой.

Үүнтэй адил хууль химийн урвалбодисууд урвалд орж, эквиваленттай тэнцүү хэмжээгээр үүсдэг (Нэг бодис хэр их хэмжээний эквивалент зарцуулагдсан, яг ижил хэмжээний эквивалент зарцуулагдсан эсвэл өөр бодис үүсдэг).

Эквивалент - урвалын явцад нэг моль атом (ион) нэмж, солих, ялгаруулах бодисын хэмжээ H. Грамаар илэрхийлсэн эквивалент массыг эквивалент масс (E) гэж нэрлэдэг.

Хийн тухай хууль

Далтоны хууль - хийн хольцын нийт даралт нь хийн хольцын бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэсэгчилсэн даралтын нийлбэртэй тэнцүү байна.

Авогадрегийн хууль Ижил нөхцөлд ижил хэмжээний янз бүрийн хий нь ижил тооны молекулыг агуулна.

Үр дагавар: хэвийн нөхцөлд ямар нэгэн хийн нэг моль (t = 0 градус буюу 273K болон P = 1 атмосфер буюу 101255 Паскаль буюу 760 мм м.у.б. Багана.) V = 22.4 литр авна.

Нэг моль хий эзэлдэг V-ийг молийн эзэлхүүн Vm гэнэ.

Өгөгдсөн нөхцөлд хий (хийн хольц) ба Vm-ийн эзэлхүүнийг мэдэхийн тулд хий (хийн хольц) = V / Vm-ийн хэмжээг тооцоолоход хялбар байдаг.

Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл - хийн хэмжээг түүний байрлах нөхцөлтэй холбодог. pV = (m / M) * RT = * RT

Энэ тэгшитгэлийг ашиглахдаа бүх физик хэмжигдэхүүнийг SI-д илэрхийлэх ёстой: p-хийн даралт (паскаль), V-хийн эзэлхүүн (литр), m- хийн масс (кг.), М-молийн масс (кг / моль), Т. - үнэмлэхүй хуваарийн температур (K), Nu нь хийн хэмжээ (моль), R нь хийн тогтмол = 8.31 Дж / (моль * К).

D нь нэг хийн нөгөө хийн харьцангуй нягт бөгөөд стандарт болгон сонгосон M хий ба M хийн харьцаа нь нэг хий нөгөөгөөсөө хэдэн удаа хүнд болохыг харуулж байна D = M1 / ​​M2.

Холимог бодисын найрлагыг илэрхийлэх арга замууд.

Массын фракц W - бодисын массыг бүх хольцын масстай харьцуулсан харьцаа W = ((m in-va) / (m уусмал)) * 100%

Молийн фракц æ нь арлуудын тоог бүх зууны нийт тоонд харьцуулсан харьцаа юм. холимогт.

Байгаль дахь химийн элементүүдийн ихэнх нь янз бүрийн изотопуудын холимог хэлбэрээр байдаг; Моляр фракцаар илэрхийлсэн химийн элементийн изотопын найрлагыг мэдэхийн тулд энэ элементийн атомын массын жигнэсэн дундаж утгыг тооцоолж, үүнийг ISCE болгон хөрвүүлдэг. A = Σ (æi * Ai) = æ1 * A1 + æ2 * A2 +… + æn * An, энд æi- нь i-р изотопын молийн хэсэг, Ai- нь i-р изотопын атомын масс юм.

Эзлэхүүний хэсэг (φ) нь Vi-ийн бүх хольцын эзэлхүүний харьцаа юм. φi = Vi / VΣ

Хийн хольцын эзэлхүүний найрлагыг мэдэж, хийн хольцын Мавыг тооцоолно. Мср = Σ (φi * Mi) = φ1 * М1 + φ2 * М2 + ... + φn * Мn