Pamatinformācija par atomu struktūru: īpašības, īpašības un formula

Atoms ir mazākā ķīmiskās vielas daļiņaviela, kas spēj saglabāt tās īpašības. Vārds "atoms" nāk no seno grieķu "atomos", kas nozīmē "nedalāms". Atkarībā no tā, cik daudz un kādas daļiņas atrodas atometenī, ir iespējams noteikt ķīmisko elementu.

Īsumā par atomu struktūru

Kā es varu īsi uzskaitīt galveno informāciju paratoma struktūru? Atoms ir daļiņa ar vienu kodolu, kas ir pozitīvi uzlādēts. Ap šo kodolu ir negatīvi lādēts elektronu mons. Katrs atoms savā normālajā stāvoklī ir neitrāls. Šīs daļiņas lielumu var pilnībā noteikt elektronu mākoņa lielums, kas ieskauj kodolu.

Savukārt pats kodols sastāv no vairāknelielas daļiņas - protoni un neitroni. Protoni ir pozitīvi uzlādēti. Neitroniem nav maksas. Tomēr protoni kopā ar neitroniem apvieno vienā kategorijā un sauc par nukleoniem. Ja īsā laikā ir nepieciešama pamatinformācija par atomu struktūru, tad šo informāciju var aprobežoties ar uzskaitītajiem datiem.

Pirmā informācija par atomu

Par to pašu, šis jautājums var būt mazsdaļiņas, arī aizdomas bija senie grieķi. Viņi ticēja, ka viss, kas pastāv, sastāv no atomiem. Tomēr šāds viedoklis bija tikai filozofisks un to nevarēja zinātniski interpretēt.

Tika iegūta pirmā pamatinformācija par atomu struktūruAngļu zinātnieks Džons Daltons. Tas bija pētnieks, kas spēja atklāt, ka divi ķīmiskie elementi var nonākt dažādās attiecībās, un katra šāda kombinācija būtu jauna viela. Piemēram, astoņas skābekļa elementa daļas rada oglekļa dioksīdu. Četras skābekļa daļas ir oglekļa monoksīds.

1803. gadā Daltons atklāja tā saukto likumuvairākas ķīmijas attiecības. Ar netiešo mērījumu palīdzību (tā kā pēc tam tukšajā mikroskopā nevar ņemt vērā nevienu atomu), Daltons secināja par atomu relatīvo svaru.

Rutherford pētījumi

Gandrīz gadsimtu vēlāk pamatinformāciju par atomu struktūru apstiprināja vēl viens angļu ķīmiķis Ernest Rutherford. Zinātnieks piedāvāja mazāko daļiņu elektronu čaulas modeli.

Tajā laikā Rutherfortu sauca "planetārieAtomu modelis "bija viens no svarīgākajiem soļiem, ko ķīmija varēja radīt. Pamata informācija par atomu struktūru, tika konstatēts, ka tas ir līdzīgs Saules sistēmā: ap kodolu labi definētiem orbītu riņķo elektroni daļiņas, tāpat kā to planētas.

Elektroniskais atomu ķermenis un ķīmisko elementu atomu formulas

Katra atoma elektronu apvalks saturtieši tāpat kā daudzi elektroni, kā tas ir protonu kodolā. Tāpēc atoms ir neitrāls. 1913. gadā kāds zinātnieks saņēma pamatinformāciju par atomu struktūru. Niels Bohr formula bija līdzīga tai, kas saņēma Rutherfordu. Saskaņā ar viņa koncepciju, elektroni arī rotē ap centrā esošo kodolu. Bora rafinētā Rutherforda teorija, iepazīstināja harmoniju ar saviem faktiem.

Jau pēc tam ir izveidotas dažu ķīmisko vielu formulas. Piemēram, shēmā slāpekļa atoma struktūra ir apzīmēta kā 1s²2s²2p³, nātrija atomu struktūra tiek izteikta ar formulu 1s²2s²2p⁶3s¹. Izmantojot šīs formulas, jūs varat redzēt, cik daudz elektronu pārvietojas pa katru ķīmiskās vielas orbītā.

Schrodinger modelis

Tomēr šis atomu modelis ir novecojis. Pamata informācija par struktūru atoma, zināms zinātnei šodien, jo daudzos aspektos ir kļuvušas pieejamas, pateicoties pētījumiem Austrijas fiziķis Šrēdingera.

Viņš ierosināja jaunu struktūru - vilnis. Ar šo laiku zinātnieki jau ir pierādījuši, ka elektrons ir apveltīts ne tikai ar daļiņas dabu, bet ar viļņa īpašībām.

Tomēr modeļiem Schrödinger un Rutherford arī ir vispārīgi noteikumi. Viņu teorijas ir līdzīgas, jo elektronos pastāv zināmi līmeņi.

Šādus līmeņus sauc arī par elektronu slāņiem. Izmantojot līmeņa numuru, var raksturot elektronu enerģiju. Jo augstāks slānis, jo vairāk enerģijas tas ir. Visi līmeņi tiek skaitīti no apakšas uz augšu, tāpēc līmeņa skaitlis atbilst tā enerģijai. Katram no atoma elektronu čaumalas slāņiem ir apakšlīmeņi. Šajā gadījumā pirmajam līmenim var būt viens apakšlīmenis, otrais - divi, trešais - trīs un tā tālāk (skat. Iepriekš minētās elektroniskās formulas ar slāpekļa un nātrija saturu).

Pat mazākās daļiņas

Pašlaik, protams, vēl vairākmazākās daļiņas, nevis elektronu, protonu un neitronu. Ir zināms, ka protonu veido kvarkas. Visumā ir pat mazākās daļiņas, piemēram, neitrīnas, kuras izmērs ir simts reižu mazāks par kvarki un mililitrā reižu mazāks par protonu.

Neitrino ir tik maza daļiņa, ka tā ir 10 reizes septiņdesmit reizes mazāka nekā, piemēram, tirānozaru. Paši tirānosaurs ir tikpat daudz mazāks par visu novēroto Visumu.

Pamatinformācija par atomu struktūru: radioaktivitāte

Vienmēr ir zināms, ka neviena ķīmiskā reakcija nevar pārveidot vienu elementu citā. Bet radioaktīvā starojuma procesā tas notiek spontāni.

Radioaktivitāte ir atomu kodolu spējapārvērsties citos kodolos - stabilāks. Kad cilvēki saņem pamatinformāciju par struktūru atomu, izotopu, zināmā mērā var būt iemiesojums sapņi viduslaiku alķīmiķi.

Izstaroto izotopu sabrukšanas laikāradioaktīvais starojums. Pirmo reizi šādu fenomenu atklāja Bekerels. Galvenā radioaktīvā starojuma forma ir alfa sabrukšana. Ar to tiek atbrīvota alfa daļiņa. Tāpat ir arī beta lūzums, kurā attiecīgi izdalās beta daļiņas no atoma kodola.

Dabiskie un mākslīgie izotopi

Pašlaik aptuveni 40 dabiskiizotopi. Lielākā daļa no tām atrodas trijās kategorijās: urāns-rūdijs, torijs un aktīnijs. Visus šos izotopus var atrast dabā - klintis, augsnē, gaisā. Bet neatkarīgi no tiem ir arī aptuveni tūkstotis mākslīgi noņemto izotopu, kas iegūti kodolreaktoros. Daudzi to izotopi tiek izmantoti medicīnā, it īpaši diagnostikā.

Proporcijas iekšpusē atome

Ja mēs iedomājamies atomu, kura izmēribūs salīdzināms ar starptautiskā sporta stadiona lielumu, tad jūs varat vizuāli iegūt šādas proporcijas. Atomu elektroni šādā "stadionā" atradīsies pašā stenda augšā. Katrs no tiem būs mazāks par pin galvu. Tad kodols atradīsies šī lauka centrā, un tā izmērs būs ne vairāk kā zirga lielums.

Dažreiz cilvēki uzdod jautājumu, kā patiesībāizskatās kā atoms. Patiesībā tas burtiski neizskatās nekādā veidā - nevis tāpēc, ka zinātnē tiek izmantoti nepietiekami labie mikroskopi. Atomu izmēri ir tajās jomās, kurās "redzamības" jēdziens vienkārši nepastāv.

Atome ir ļoti maza izmēra. Bet cik mazi šie izmēri patiesībā ir? Fakts ir tas, ka lielākā daļa mazo, tikko redzams uz cilvēka acs graudu sāls satur aptuveni viens quintillion atomus.

Ja mēs iedomājamies šā izmēra atomukas var iederties cilvēka rokā, tad blakus tam būtu 300 metru garš vīrusi. Baktēriju garums būtu 3 km, un cilvēka matu biezums būtu vienāds ar 150 km. Guļus stāvoklī viņš varēja pārsniegt Zemes atmosfēras robežas. Un ja šādas proporcijas bija reālas, tad cilvēku mati varēja sasniegt mēness garumā. Tas ir tik neērts un interesants atoms, pētījums, no kura zinātnieki turpina mācīties līdz šai dienai.