Det har blitt fastslått at et atom består av to områder med motsatt ladning.

Ladningen til området der nesten hele massen av atomet er konsentrert, anses konvensjonelt som positiv. Denne regionen kalles atomkjernen. Området med den positive ladningen til et atom - kjernen - til tross for overvekt av massen, er veldig liten i størrelse.

Med unntak av kjernen til hydrogenatomet, er atomkjernene sammensatt av

protoner og nøytroner kalt nukleoner. Proton p – partikkel med masse smp. = 1,6726 ·10-27 kg og positiv elektrisk ladning 1,6022·10 -19 Cl. Neutron n – uladet partikkel med masse mn = 1,6750 ·10 -27 kg.

I en viss avstand fra kjernen er det regioner med motsatte ladninger - den såkalte elektronorbitaler

– områder med en viss sannsynlighet for å finne et elektron. Et elektron er en elementarpartikkel med den minste hvilemassen m e = 0,91095·10-30 kg. Ladningen til et elektron anses å være negativ. Elektroner har en negativ elektrisk ladning lik 1,6022·10-19 C.

Det totale antallet elektroner i et atom er lik antall protoner i kjernen og derfor er atomet elektrisk nøytralt.

Den geometriske størrelsen til et atom, konvensjonelt beskrevet av diameteren på elektronskallet, er i størrelsesorden 10-10 m, og diameteren til atomkjernen er 10-14 m, dvs. kjernen er 10 000 ganger mindre enn et atom. Massen til et atom er ekstremt liten og konsentrert i kjernen. Det uttrykkes vanligvis i atommasseenheter (a.m.u.).

	Atomenheten for masse antas å være			atommasse

karbonisotop 12 6 C.

Antall protoner Z i kjernen er lik ladningen til kjernen, hvis ladningen er uttrykt i enheter av elektronladning. Summen av antall protoner Z og antall nøytroner N er lik massetallet A, dvs. massen til et atom, uttrykt i atommasseenheter og avrundet til nærmeste hele enhet.

Det er kjerner med samme Z-verdi, men annen betydning A, dvs. kjerner med forskjellig innhold av nøytroner N. Atomer med samme kjerneladning, men forskjellig antall

Obligatorisk minimumskunnskap

Skjema 1. Symbolikken i det periodiske system til D. I. Mendeleev

Mønstre for endringer i egenskapene til elementer og deres forbindelser

Endringer i egenskapene til grunnstoffer og stoffer dannet av dem innen en periode med en økning i grunnstoffets atomnummer.

1. Øk:

• ladning av atomkjernen;
• antall elektroner i det ytre laget av et atom;
• graden av oksidasjon av elementer i høyere oksider og hydroksider (vanligvis lik gruppenummeret);
• elektronegativitet;
• oksiderende egenskaper;
• Ikke
• syreegenskaper til høyere oksider og hydroksyder.

2. Redusert:

• atomradius;
• metalliske egenskaper enkle stoffer;
• gjenopprettende egenskaper;
• grunnleggende egenskaper til høyere oksider og hydroksider.

3. Endrer seg ikke antall elektroniske lag (energinivåer) i et atom. Endringer i egenskapene til grunnstoffer og stoffer dannet av dem innenfor en A-gruppe med en økning i grunnstoffets atomnummer.

1. Øk:

• ladning av atomkjernen;
• antall elektroniske lag (energinivåer) i et atom;
• atomradius;
• gjenopprettende egenskaper;
• metalliske egenskaper til enkle stoffer;
• grunnleggende egenskaper til høyere oksider og hydroksider;
• syreegenskaper (grad av elektrolytisk dissosiasjon) av oksygenfrie syrer av ikke-metaller.

2. Redusert:

• elektronegativitet;
• oksiderende egenskaper;
• styrke (stabilitet) av flyktige hydrogenforbindelser.

3. Ikke endre:

• antall elektroner i det ytre elektronlaget til et atom;
• graden av oksidasjon av grunnstoffer i høyere oksider og hydroksider (vanligvis lik gruppenummeret).

1. Atomet har den minste radiusen

1. fluor
2. beryllium
3. barium
4. silisium

Grunnstoffet som ligger så langt til høyre og så høyt som mulig i det periodiske systemet for kjemiske grunnstoffer har den minste atomradiusen. Fluor oppfyller denne betingelsen. Svar: 1

2. Kloratomer og atomer har samme antall elektroner i det ytre energinivået

1. mangan
2. argon
3. brom

Siden atomer av grunnstoffer i samme gruppe har samme antall elektroner i det ytre energinivået, er utgangspunktet for å velge riktig svar å bestemme gruppen som klor befinner seg i - VIIA. Av de foreslåtte alternativene oppfyller brom denne betingelsen. Svar: 4.

3. Neonatomet og ionet har samme elektroniske konfigurasjon

1. Mg 2+
2. Al 3+

Nøkkelen til å finne det riktige svaret er å identifisere perioden som neon er i - 2. Følgelig vil magnesiumkationen tilsvare oppgaveforholdene. Svar: 1.

4. En partikkel som har samme elektronskallstruktur som et argonatom er

1. Cl +3
2. Cl +1
3. Cl-1

For å finne det riktige svaret, må du sammenligne serienumrene til argon og klor, som elementer fra samme 3. periode: nr. 17 og nr. 18. For å ha samme struktur på elektronskallet som argonatomet, kloratomet må akseptere ett elektron. Cl - tilsvarer denne tilstanden. Svar: 4.

5. Antall elektroner i A1 3+ ionet er

Dette problemet kan løses enkelt: aluminiumionet har "mistet" tre elektroner sammenlignet med atomet sitt, derfor er 13 - 3 = 10. Svar: 4.

6. Høyere oksid og dets tilsvarende hydroksid med de mest uttalte grunnleggende egenskapene dannes

1. kalium
2. kalsium
3. indium
4. aluminium

De sterkeste grunnleggende egenskapene vises av oksider og hydroksider av alkalimetaller, dvs. gruppe IA-elementer. Svar: 1.

7. I rekkefølge med økende metalliske egenskaper er elementene ordnet på rad

1. Al, Ca, K
2. Va, Ca, Mg
3. K, Ca, Ga
4. Na, Mg, Al

Siden metalliske egenskaper er mest uttalt i alkalimetaller, så er det åpenbart alkalimetallet som skal fullføre den ønskede trioen av elementer. Svar: 1.

8. Atomer er lettest å få elektroner.

1. klor
2. Selena
3. brom

Tilsetning av elektroner karakteriserer de oksiderende egenskapene til grunnstoffer. Disse egenskapene er mest uttalt i elementer som har høyere verdi gruppenummer og en lavere verdi av periodenummeret. Svar: 1.

9. Høyere oksid og dets tilsvarende hydroksid med de mest uttalte sure egenskapene dannes

1. fosfor
2. silisium

Analyse av posisjonen til elementene som er foreslått i oppgaven i det periodiske systemet til D.I. Mendeleev lar oss komme til den konklusjon at de alle er i den tredje perioden. Kunnskap om mønstrene for endringer i syre-baseegenskapene til oksider og hydroksider dannet av elementer fra samme periode vil gjøre det mulig å bestemme det riktige svaret. Svar: 3.

10. For å forbedre de ikke-metalliske egenskapene til enkle stoffer, er elementene som danner dem plassert i raden

1. C, Si, Ge
2. Se, S, O
3. F, O, N
4. Se, As, Ge

Denne oppgaven krever kunnskap om mønstrene for endringer i de metalliske og ikke-metalliske egenskapene til enkle stoffer dannet av kjemiske elementer i perioder og grupper. Analyse av plasseringen av de foreslåtte trillingene av elementer i det periodiske systemet til D.I. Mendeleev lar oss komme til konklusjonen at alternativene 1 og 2 hver inneholder tre elementer, henholdsvis gruppe IV og VI. Imidlertid, hvis i de tre første elementene er ordnet i økende rekkefølge av ladningene til deres atomkjerner, så i den andre, tvert imot, i synkende rekkefølge. Svar: 2.

For å spare tid trenger du ikke engang å analysere de gjenværende svaralternativene, siden det riktige svaret er funnet.

Arbeidsoppgaver for selvstendig arbeid

Et atom består av en ekstremt tett kjerne omgitt av en elektron "sky". Kjernen er litt ynkelig i forhold til ytre dimensjoner skyer, og består av protoner og nøytroner. Et atom i sin vanlige tilstand er nøytralt, og elektroner har en negativ ladning. Men et atom kan også trekke andres elektroner eller gi fra seg sine egne. I dette tilfellet vil det enten være et negativt ladet eller et positivt ladet ion. Hvordan bestemme hvor mye elektroner inneholdt i atom ?

Instruksjoner

1. Før alle andre vil det periodiske system komme til din støtte. Når du ser på det, vil du se at hele det kjemiske elementet ikke bare har sitt strengt definerte sted, men også et personlig serienummer. La oss si at for hydrogen er det lik én, for karbon er det 6, for gull er det 79, og så videre.

2. Det er atomnummeret som karakteriserer antall protoner i kjernen, det vil si den riktige ladningen til atomkjernen. Fordi et atom er nøytralt i sin vanlige tilstand, må den positive ladningen balanseres av den negative ladningen. Følgelig har hydrogen ett elektron, karbon har seks elektroner, gull har syttini elektroner .

3. Vel, hvordan bestemme antallet elektroner V atom, hvis atomet på sin side er en del av et mer komplekst molekyl? La oss si hva tallet er elektroner i natrium- og kloratomer, hvis de danner et molekyl av hvert av dine berømte vanlige bordsalt?

4. Og det er ikke noe vanskelig her. Start med å skrive formelen til dette stoffet, det vil se slik ut: NaCl. Fra formelen vil du se at bordsaltmolekylet består av 2 elementer, nemlig: alkalimetall natrium- og klorhalogengass. Men disse er ikke lenger nøytrale atomer av natrium og klor, men deres ioner. Klor, som danner en ionisk binding med natrium, "trakk" dermed en av dens elektroner, og natrium "ga det bort".

5. Se igjen på det periodiske systemet. Du vil se at natrium har serienummeret 11, klor har serienummeret 17. Derfor vil natriumionet nå ha 10 elektroner, for klorionet – 18.

6. Ved å bruke samme algoritme er det enkelt å bestemme tallet elektroner for ethvert kjemisk grunnstoff, enten i form av et nøytralt atom eller ion.

Et atom i et kjemisk grunnstoff består av en kjernekjerne og elektroner. Kjernekjernen inneholder to typer partikler - protoner og nøytroner. Omtrent hver masse av et atom er konsentrert i kjernen fordi protoner og nøytroner er mye tyngre enn elektroner.

Du trenger

• element atomnummer, isotoper

Instruksjoner

1. I motsetning til protoner har nøytroner ingen elektrisk ladning, det vil si at deres elektriske ladning er null. Ved å kjenne kjernenummeret til et grunnstoff er det derfor umulig å si entydig hvor mange nøytroner inneholdt i kjernen. For eksempel inneholder kjernen til et karbonatom alltid 6 protoner, selv om det kan være 6 eller 7 protoner i den nøytroner i kjernen kalles isotoper av dette grunnstoffet. Isotoper kan være enten naturlige eller unaturlig oppnådd.

2. Kjernekjernene er utpekt alfabetisk tegn kjemisk grunnstoff fra det periodiske system. Til høyre for symbolet er det to tall øverst og nederst. Øverste tall A er for masse tall atom, A = Z+N, der Z er ladningen til kjernen ( tall protoner), og N – tall nøytroner. Senke tall– dette er Z – ladningen til kjernen. Denne posten gir informasjon om nummeret nøytroner i kjernen. Tilsynelatende er det lik N = A-Z.

3. Ulike isotoper av samme kjemiske element tall En endringer, som gjenspeiles i registreringen av denne isotopen. Enkelte isotoper har sine egne egennavn. Si at en vanlig hydrogenkjerne ikke har nøytroner og har ett proton. Hydrogenisotopen deuterium har ett nøytron (A = 2), og tritiumisotopen har to nøytroner (A = 3).

4. Nummerrelaterthet nøytroner fra antall protoner reflekteres på N-Z diagram kjernefysiske kjerner. Stabiliteten til kjerner avhenger av forholdet mellom antallet nøytroner og antall protoner. Kjernene til lette nuklider er spesielt stabile ved N/Z = 1, det vil si når tallet nøytroner og protoner. Når massetallet øker, skifter stabilitetsregionen til verdier N/Z>1, og når N/Z ~ 1,5 for spesielt tunge kjerner.

Video om emnet

Et atom består av en kjerne og omgivelsene elektroner, som roterer rundt den i kjernefysiske orbitaler og danner elektroniske lag (energilag). Antall negativt ladede partikler på ytre og indre lag bestemmer egenskapene til elementene. Tall elektroner inneholdt i et atom kan oppdages ved å kjenne til noen nøkkelpunkter.

Du trenger

• - papir;
• - penn;
• - Mendeleevs periodiske system.

Instruksjoner

1. For å bestemme antallet elektroner, bruk det periodiske systemet D.I. Mendeleev. I denne tabellen er elementene ordnet i en bestemt sekvens, som er nært knyttet til deres kjernefysiske struktur. Når du vet at den positive ladningen til et atom alltid er lik elementets atomnummer, kan du enkelt oppdage antallet negative partikler. Te er åpenbart - atomet er kollektivt nøytralt, som betyr tallet elektroner vil være lik antall protoner og elementnummeret i tabellen. La oss si at serienummeret til aluminium er 13. Følgelig er tallet elektroner den vil ha 13, natrium vil ha 11, jern vil ha 26 osv.

2. Hvis du trenger å finne et nummer elektroner på energinivåer, gjenta først Pauls regel og Hunds regel. Fordel deretter de negative partiklene mellom lag og undernivåer ved hjelp av de samme periodisk system, eller rettere sagt dens perioder og grupper. Så tallet på den horisontale raden (perioden) indikerer antall energilag, og den vertikale (gruppen) - tallet elektroner på det ytre laget.

3. Ikke glem at antall eksterne elektroner lik gruppenummeret kun for elementer som er i hovedundergruppene. For elementer av sekundære undergrupper kan ikke antallet negativt ladede partikler i det siste energilaget være mer enn 2. La oss si, scandium (Sc), som er i 4. periode, i 3. gruppe, en sekundær undergruppe, har 2 av dem, mens galium (Ga), som er i samme periode og samme gruppe, men i hovedsak undergruppe , ekstern elektroner 3.

4. Når man teller elektroner i et atom, husk at sistnevnte danner molekyler. I dette tilfellet kan atomer akseptere, gi bort negativt ladede partikler eller danne et universelt par. Si, i et hydrogenmolekyl (H2) det universelle paret elektroner. Et annet tilfelle: i et molekyl av natriumfluorid (NaF) den totale mengden elektroner vil være lik 20. Men under kjemisk reaksjon Natriumatomet gir fra seg elektronet sitt og sitter igjen med 10, og fluoratomet aksepterer det og får også 10.

Nyttige råd
Husk at det bare kan være 8 elektroner i det ytre energilaget. Og dette avhenger ikke av plasseringen av elementet i det periodiske systemet.

Et atom er den minste stabile (i de fleste tilfeller) partikkel av materie. Et molekyl kalles flere atomer koblet til hverandre. Det er molekyler som lagrer informasjon om alle egenskapene til et bestemt stoff.

Atomer danner et molekyl ved hjelp av ulike typer kommunikasjon. De skiller seg fra hverandre i retning og energi, ved hjelp av hvilken denne forbindelsen kan dannes.

Kvantemekanisk modell av kovalent binding

En kovalent binding dannes ved hjelp av valenselektroner. Når to atomer nærmer seg hverandre, overvåkes overlappingen av elektronskyer. I dette tilfellet begynner elektronene til hvert atom å bevege seg i en region som tilhører et annet atom. I rommet rundt dem oppstår et overdreven negativt potensial, et som trekker sammen de positivt ladede kjernene. Dette er bare tillatt hvis spinnene til de universelle elektronene er antiparallelle (rettet i forskjellige retninger En kovalent binding er preget av en ganske enorm bindingsenergi for hele atomet (ca. 5 eV). Dette betyr at 10 eV er nødvendig for at et molekyl med 2 atomer dannet av en kovalent binding skal gå i oppløsning. Atomer kan bevege seg nærmere hverandre til en strengt definert tilstand. Med denne tilnærmingen overvåkes overlappingen av elektronskyer. Paulis oppgave sier at to elektroner i identisk tilstand ikke kan dreie seg om samme atom. Jo større overlapping som observeres, jo mer frastøter atomene.

Hydrogenbinding

Dette spesielt tilfelle kovalent binding. Det er dannet av to hydrogenatomer. Det var på eksemplet med dette kjemiske elementet at i tjueårene av forrige århundre ble mekanismen for dannelse av en kovalent binding vist. Hydrogenatomet er veldig primitivt i sin struktur, noe som gjorde det mulig for forskere å løse Schrödinger-ligningen riktig.

Ionebinding

En krystall av hvert kjent bordsalt dannes gjennom en ionisk binding. Det vises når atomene som danner et molekyl har en enorm forskjell i elektronegativitet. Det mindre elektronegative atomet (i tilfelle av en natriumkloridkrystall) donerer alle sine valenselektroner til klor, og blir et riktig ladet ion. Klor blir på sin side et negativt ladet ion. Disse ionene er bundet i strukturen ved elektrostatisk interaksjon, som er preget av en ganske enorm kraft. Det er derfor ionisk binding har størst styrke (10 eV per atom, som er dobbelt så mye som energien til en kovalent binding). Defekter av ulike slag er sjelden observert i ioniske krystaller. Elektrostatisk interaksjon holder positive og negative ioner tett inne visse steder, forhindrer dannelsen av ledige plasser, mellomrom og andre defekter i krystallgitteret.

Video om emnet

Nyttige råd
Protoner er positivt ladede partikler, men nøytroner har ingen ladning.

I lang tid forble mange egenskaper ved materie hemmelige for forskere. Hvorfor leder noen stoffer strøm godt, mens andre ikke gjør det? Hvorfor forringes jern gradvis under påvirkning av atmosfæren, og edle metaller perfekt bevart i tusenvis av år? Mange av disse spørsmålene fant et svar etter at mennesket ble klar over strukturen til atomet: dets struktur, antall elektroner i hvert elektronisk lag. Dessuten åpnet det å mestre selv det grunnleggende om strukturen til atomkjerner en ny æra for verden.

Hvilke elementer er de elementære byggesteinene i materie laget av, hvordan samhandler de med hverandre, hva kan vi lære å bruke av dette?

i synet på moderne vitenskap

For tiden har de fleste forskere en tendens til å følge den planetariske modellen for materiens struktur. I følge denne modellen er det i sentrum av hvert atom en kjerne, liten selv i sammenligning med atomet (det er titusenvis av ganger mindre enn hele atomet). Men det samme kan ikke sies om massen til kjernen. Nesten all massen til et atom er konsentrert i kjernen. Kjernen er positivt ladet.

Elektroner roterer rundt kjernen i forskjellige baner, ikke sirkulære, slik tilfellet er med planeter solsystemet, men volumetrisk (kuler og volumetriske åttere). Antall elektroner i et atom er numerisk lik ladningen til kjernen. Men det er veldig vanskelig å betrakte et elektron som en partikkel som beveger seg langs en eller annen bane.

Banen er liten, og hastigheten er nesten som en lysstråle, så det er mer riktig å betrakte elektronet sammen med banen som en slags negativt ladet kule.

Medlemmer av atomfamilien

Alle atomer er bygd opp av 3 bestanddeler: protoner, elektroner og nøytroner.

Proton har ansvaret byggemateriale kjerner. Dens vekt er lik en atomenhet (masse av et hydrogenatom) eller 1,67 ∙ 10 -27 kg i SI-systemet. Partikkelen er positivt ladet, og ladningen tas som enhet i systemet av elementære elektriske ladninger.

Nøytronet er protonets tvilling i masse, men er ikke ladet på noen måte.

De to ovennevnte partiklene kalles nuklider.

Et elektron er det motsatte av et ladet proton (elementladningen er −1). Men elektronet sviktet oss når det gjelder vekt, massen er bare 9,12 ∙ 10 -31 kg, som er nesten 2 tusen ganger lettere enn et proton eller nøytron.

Hvordan "oppdaget" de det?

Hvordan kunne man skjelne strukturen til et atom hvis selv de mest moderne tekniske midler ikke tillater, og i nær fremtid ikke vil tillate, å få bilder av partiklene som utgjør det? Hvordan visste forskerne antall protoner, nøytroner og elektroner i kjernen og deres plassering?

Antakelsen om den planetariske strukturen til atomer ble gjort på grunnlag av resultatene av å bombardere tynn metallfolie med forskjellige partikler. Figuren viser tydelig hvor forskjellig elementære partikler.

Antall elektroner som passerte gjennom metallet i forsøkene var null. Dette forklares enkelt: negativt ladede elektroner blir frastøtt fra elektroniske skall metaller som også har negativ ladning.

En stråle av protoner (ladning +) gikk gjennom folien, men med "tap". Noen ble frastøtt av kjernene som kom i veien (sannsynligheten for slike treff er svært ubetydelig), noen avvek fra den opprinnelige banen og fløy for nær en av kjernene.

Nøytroner ble de mest "effektive" når det gjaldt å bryte gjennom metall. En nøytralt ladet partikkel gikk tapt bare ved en direkte kollisjon med kjernen til et stoff, mens 99,99 % av nøytronene gikk trygt gjennom metallets tykkelse. Forresten var det mulig å beregne størrelsen på kjernene til visse kjemiske elementer basert på antall nøytroner ved inngangen og utgangen.

Basert på dataene som ble oppnådd, ble den for tiden dominerende teorien om strukturen til materie bygget, som med hell forklarer de fleste problemer.

Hva og hvor mye

Antall elektroner i et atom avhenger av atomnummeret. Dermed har et vanlig hydrogenatom bare ett proton. Et enkelt elektron sirkler rundt i bane. Neste element periodisk system– Helium er litt mer komplisert. Kjernen består av to protoner og to nøytroner og har dermed en atommasse på 4.

Når atomnummeret øker, øker størrelsen og massen til atomet. Serienummeret til et kjemisk grunnstoff i det periodiske systemet tilsvarer ladningen til kjernen (antall protoner i den). Antall elektroner i et atom er lik antall protoner. Dermed har et blyatom (serienummer 82) 82 protoner i kjernen. Det er 82 elektroner i bane rundt kjernen. For å beregne antall nøytroner i en kjerne, er det nok å trekke antall protoner fra atommassen:

Hvorfor er det alltid like mange av dem?

Ethvert system i universet vårt streber etter stabilitet. Når det brukes på et atom, uttrykkes dette i dets nøytralitet. Hvis vi for et sekund forestiller oss at alle atomer i universet, uten unntak, har en eller annen ladning av varierende størrelse med forskjellige tegn, kan du forestille deg hvilket kaos som ville komme til verden.

Men siden antallet protoner og elektroner i et atom er likt, er den endelige ladningen til hver "kloss" null.

Antall nøytroner i et atom er en uavhengig størrelse. Dessuten kan atomer av samme kjemiske element ha forskjellig antall av disse partiklene med null ladning. Eksempel:

• 1 proton + 1 elektron + 0 nøytroner = hydrogen ( atommasse 1);
• 1 proton + 1 elektron + 1 nøytron = deuterium (atommasse 2);
• 1 proton + 1 elektron + 2 nøytroner = tritium (atommasse 3).

I dette tilfellet endres ikke antallet elektroner i atomet, atomet forblir nøytralt, og massen endres. Slike variasjoner av kjemiske grunnstoffer kalles vanligvis isotoper.

Er et atom alltid nøytralt?

Nei, antall elektroner i et atom er ikke alltid lik antallet protoner. Hvis et elektron eller to ikke kunne "tas bort" midlertidig fra et atom, ville det ikke vært noe slikt som galvanisme. Et atom, som enhver materie, kan påvirkes.

Under påvirkning av en sterk nok elektrisk felt Ett eller flere elektroner kan "fly bort" fra det ytre laget av atomet. I dette tilfellet slutter partikkelen til stoffet å være nøytral og kalles et ion. Den kan bevege seg i et gass- eller væskemiljø, og overføre elektrisk ladning fra en elektrode til en annen. På denne måten lagres elektrisk ladning i batterier, og også tynne filmer av noen metaller påføres overflatene til andre (gullbelegg, sølvbelegg, forkromning, fornikling, etc.).

Antall elektroner i metall - ledere er også ustabilt elektrisk strøm. Elektronene i de ytre lagene ser ut til å vandre fra atom til atom, og overfører elektrisk energi langs lederen.