Belkin I.K. Náboj atómového jadra a Mendelejevov periodický systém prvkov // Kvant. - 1984. - č. 3. - S. 31-32.
Po osobitnej dohode s redakčnou radou a redakciou časopisu "Kvant"
Moderné myšlienky o štruktúre atómu vznikli v rokoch 1911-1913 po slávnych experimentoch Rutherforda o rozptyle častíc alfa. V týchto experimentoch sa ukázalo, že α -častice (ich náboj je kladný), dopadajúce na tenkú kovovú fóliu, sú niekedy vychyľované pod veľkými uhlami a dokonca vrhané späť. Dalo by sa to vysvetliť len tým, že kladný náboj v atóme je sústredený v zanedbateľnom objeme. Ak si to predstavíme vo forme gule, potom, ako zistil Rutherford, polomer tejto gule by mal byť približne 10 -14 -10 -15 m, čo sú desiatky a stovky tisíc krát. menšie veľkosti atóm ako celok (~10 -10 m). Len blízko môže byť taký malý kladný náboj elektrické pole schopný odhodiť α - častica pohybujúca sa rýchlosťou asi 20 000 km/s. Rutherford nazval túto časť atómu jadrom.
Takto vznikla myšlienka, že atóm akejkoľvek látky pozostáva z kladne nabitého jadra a záporne nabitých elektrónov, ktorých existencia v atómoch bola stanovená skôr. Je zrejmé, že keďže atóm ako celok je elektricky neutrálny, náboj jadra sa musí číselne rovnať náboju všetkých elektrónov prítomných v atóme. Ak modul náboja elektrónu označíme písmenom e(elementárny poplatok), potom poplatok q i jadrá by mali byť rovnaké q i = Ze, kde Z je celé číslo rovné počtu elektrónov v atóme. Ale aké je číslo Z? Aký je poplatok q ja jadro?
Z experimentov Rutherforda, ktoré umožnili určiť veľkosť jadra, je v princípe možné určiť hodnotu náboja jadra. Predsa elektrické pole, ktoré odmieta α -častica, závisí nielen od veľkosti, ale aj od náboja jadra. A Rutherford skutočne odhadol náboj jadra. Podľa Rutherforda náboj jadra atómu jedného alebo druhého chemický prvok približne rovná polovici jeho relatívnej atómovej hmotnosti ALE, vynásobený elementárnym nábojom e, teda
\(~Z = \frac(1)(2)A\).
Ale napodiv, skutočný náboj jadra nezistil Rutherford, ale jeden z čitateľov jeho článkov a správ, holandský vedec Van den Broek (1870-1926). Je to zvláštne, pretože Van den Broek nebol vzdelaním a povolaním fyzik, ale právnik.
Prečo Rutherford pri hodnotení nábojov atómových jadier ich koreloval s atómovými hmotnosťami? Faktom je, že keď v roku 1869 D. I. Mendelejev vytvoril periodický systém chemických prvkov, usporiadal prvky v poradí zvyšovania ich relatívnej atómovej hmotnosti. A za posledných štyridsať rokov si každý zvykol, že najviac dôležitá charakteristika chemický prvok - jeho relatívna atómová hmotnosť, ktorá odlišuje jeden prvok od druhého.
Medzitým, práve v tomto období, na začiatku 20. storočia, nastali ťažkosti so systémom prvkov. Pri štúdiu fenoménu rádioaktivity bolo objavených množstvo nových rádioaktívnych prvkov. A zdalo sa, že v Mendelejevovom systéme pre nich nie je miesto. Zdalo sa, že Mendelejevov systém treba zmeniť. To bolo to, o čo sa Van den Broek obzvlášť zaujímal. V priebehu niekoľkých rokov navrhol niekoľko variantov rozšíreného systému prvkov, v ktorých by bol dostatok miesta nielen pre doposiaľ neobjavené stabilné prvky (o miesta pre ne sa „postaral“ sám D. I. Mendelejev), ale aj aj pre rádioaktívne prvky. Posledná verzia Van den Broeka bola publikovaná začiatkom roku 1913, mala 120 miest a urán obsadil bunku číslo 118.
V tom istom roku 1913 boli publikované výsledky najnovších výskumov rozptylu. α -častice pod veľkými uhlami, ktoré vykonali Rutherfordovi spolupracovníci Geiger a Marsden. Analýzou týchto výsledkov Van den Broek urobil dôležitý objav. Zistil, že číslo Z vo vzorci q i = Ze sa nerovná polovici relatívnej hmotnosti atómu chemického prvku, ale jeho poradovému číslu. A navyše, poradové číslo prvku v Mendelejevovom systéme, a nie v jeho, Van den Broekovej, 120-miestnej sústave. Mendelejevov systém, ako sa ukázalo, nebolo potrebné meniť!
Z myšlienky Van den Broeka vyplýva, že každý atóm pozostáva z atómového jadra, ktorého náboj sa rovná sériovému číslu zodpovedajúceho prvku v Mendelejevovom systéme, vynásobenému elementárnym nábojom, a elektrónov, číslo z ktorých v atóme sa rovná aj poradovému číslu prvku. (Napríklad atóm medi pozostáva z jadra s nábojom 29 e, a 29 elektrónov.) Ukázalo sa, že D. I. Mendelejev intuitívne usporiadal chemické prvky vo vzostupnom poradí nie podľa atómovej hmotnosti prvku, ale podľa náboja jeho jadra (hoci o tom nevedel). V dôsledku toho sa jeden chemický prvok nelíši od druhého svojou atómovou hmotnosťou, ale nábojom atómového jadra. Náboj jadra atómu je hlavná charakteristika chemický prvok. Existujú atómy úplne odlišných prvkov, ale s rovnakými atómovými hmotnosťami (majú špeciálny názov - izobary).
To, že to nie sú atómové hmotnosti, ktoré určujú polohu prvku v systéme, je vidieť aj z periodickej tabuľky: na troch miestach je porušené pravidlo o zvyšovaní atómovej hmotnosti. Takže relatívna atómová hmotnosť niklu (č. 28) je menšia ako u kobaltu (č. 27), u draslíka (č. 19) je menšia ako u argónu (č. 18), u jódu (č. 53) je menej ako telúr (č. 52).
Predpoklad vzťahu medzi nábojom atómového jadra a atómovým číslom prvku ľahko vysvetlil pravidlá pre posun pri rádioaktívnych premenách, objavených v tom istom roku 1913 ("Fyzika 10", § 103). Vskutku, keď je emitovaný jadrom α -častica, ktorej náboj sa rovná dvom elementárnym nábojom, náboj jadra, a teda jeho poradové číslo (teraz sa zvyčajne hovorí - atómové číslo) by sa malo znížiť o dve jednotky. Pri vyžarovaní β -častica, teda záporne nabitý elektrón, musí sa zvýšiť o jednu jednotku. O tom sú vysídľovacie pravidlá.
Myšlienka Van den Broeka veľmi skoro (doslova v tom istom roku) získala prvé, aj keď nepriame, experimentálne potvrdenie. O niečo neskôr bola jeho správnosť dokázaná priamym meraním náboja jadier mnohých prvkov. Je jasné, že hrala dôležitá úloha v ďalší vývoj fyzika atómu a atómového jadra.
Jadrový náboj () určuje umiestnenie chemického prvku v tabuľke D.I. Mendelejev. Číslo Z je počet protónov v jadre. Cl je náboj protónu, ktorý sa svojou veľkosťou rovná náboju elektrónu.
Ešte raz zdôrazňujeme, že náboj jadra určuje počet kladných elementárnych nábojov prenášaných protónmi. A keďže atóm je vo všeobecnosti neutrálny systém, náboj jadra určuje aj počet elektrónov v atóme. A pamätáme si, že elektrón má záporný elementárny náboj. Elektróny v atóme sú rozmiestnené po energetických obaloch a podobaloch v závislosti od ich počtu, preto má náboj jadra významný vplyv na rozloženie elektrónov v ich stavoch. Počet elektrónov na poslednej energetickej úrovni závisí od Chemické vlastnosti atóm. Ukazuje sa, že náboj jadra určuje chemické vlastnosti látky.
Teraz je obvyklé označovať rôzne chemické prvky takto: , kde X je symbol chemického prvku v periodickej tabuľke, ktorý zodpovedá náboju.
Prvky, ktoré majú rovnaké Z, ale rôzne atómové hmotnosti (A) (to znamená, že jadro má rovnaký počet protónov, ale iná suma neutróny) sa nazývajú izotopy. Takže vodík má dva izotopy: 11H-vodík; 21H-deutérium; 31H-trícium
Existujú stabilné a nestabilné izotopy.
Jadrá s rovnakou hmotnosťou, ale rôznym nábojom sa nazývajú izobary. Izobary sa nachádzajú hlavne medzi ťažkými jadrami a v pároch alebo trojiciach. Napríklad a .
najprv nepriame meranie jadrový náboj vyrobil Moseley v roku 1913. Stanovil vzťah medzi frekvenciou charakteristického röntgenového žiarenia () a jadrovým nábojom (Z):
kde C a B sú konštanty nezávislé od prvku pre sériu uvažovaného žiarenia.
Náboj jadra priamo určil Chadwick v roku 1920 pri štúdiu rozptylu jadier atómu hélia na kovových filmoch.
Zloženie jadra
Jadro atómu vodíka sa nazýva protón. Hmotnosť protónu je:
Jadro sa skladá z protónov a neutrónov (súhrnne nazývaných nukleóny). Neutrón bol objavený v roku 1932. Hmotnosť neutrónu je veľmi blízka hmotnosti protónu. Neutrón nemá elektrický náboj.
Súčet počtu protónov (Z) a počtu neutrónov (N) v jadre sa nazýva hmotnostné číslo A:
Keďže hmotnosti neutrónu a protónu sú veľmi blízke, každá z nich sa rovná takmer jednotke atómovej hmotnosti. Hmotnosť elektrónov v atóme je oveľa menšia ako hmotnosť jadra, takže sa predpokladá, že hmotnostné číslo jadra sa približne rovná relatívnej atómovej hmotnosti prvku, ak je zaokrúhlené na najbližšie celé číslo.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
| Cvičenie | Jadrá sú veľmi stabilné systémy, preto musia byť protóny a neutróny udržiavané vo vnútri jadra nejakou silou. Čo môžete povedať o týchto silách? |
| Riešenie | Okamžite možno poznamenať, že sily, ktoré viažu nukleóny, nepatria medzi gravitačné, ktoré sú príliš slabé. Stabilita jadra sa nedá vysvetliť prítomnosťou elektromagnetických síl, pretože medzi protónmi, ako časticami nesúcimi náboje rovnakého znamienka, môže dôjsť iba k elektrickému odpudzovaniu. Neutróny sú elektricky neutrálne častice. Medzi nukleónmi akt špeciálny druh sily, ktoré sa nazývajú jadrové sily. Tieto sily sú takmer 100-krát silnejšie ako elektrické sily. Jadrové sily sú najsilnejšie zo všetkých známych síl v prírode. Interakcia častíc v jadre sa nazýva silná. Ďalšou črtou jadrových síl je, že majú krátky dosah. Jadrové sily sa prejavia až vo vzdialenosti rádovo cm, teda vo vzdialenosti veľkosti jadra. |
PRÍKLAD 2
| Cvičenie | Aká je minimálna vzdialenosť, na ktorú sa jadro atómu hélia s kinetickou energiou rovnajúcou sa čelnej zrážke môže priblížiť k nehybnému jadru atómu olova? |
| Riešenie | Urobme si kresbu. Uvažujme o pohybe jadra atómu hélia ( - častíc) v elektrostatickom poli, ktoré vytvára nehybné jadro atómu olova. - častica sa pohybuje smerom k jadru atómu olova rýchlosťou klesajúcou k nule, keďže medzi rovnako nabitými časticami pôsobia odpudivé sily. Kinetická energia, ktorú má častica, sa zmení na potenciálnu energiu interakcie - častice a poľa (), ktoré vytvára jadro atómu olova: Potenciálnu energiu častice v elektrostatickom poli vyjadrujeme takto: kde je náboj jadra atómu hélia; - intenzita elektrostatického poľa, ktoré vytvára jadro atómu olova.
Z (2.1) - (2.3) dostaneme: |
Atómy akejkoľvek látky sú elektricky neutrálne častice. Atóm pozostáva z jadra a súboru elektrónov. Jadro nesie kladný náboj, ktorého celkový náboj sa rovná súčtu nábojov všetkých elektrónov atómu.
Všeobecné informácie o náboji jadra atómu
Náboj jadra atómu určuje umiestnenie prvku v periodickom systéme D.I. Mendelejeva a podľa toho aj chemické vlastnosti látky pozostávajúcej z týchto atómov a zlúčenín týchto látok. Hodnota jadrovej nálože je:
kde Z je číslo prvku v periodickej tabuľke, e je hodnota náboja elektrónu resp.
Prvky s rovnakým číslom Z, ale rôznymi atómovými hmotnosťami sa nazývajú izotopy. Ak majú prvky rovnaké Z, potom ich jadro má rovnaký počet protónov a ak sú atómové hmotnosti rozdielne, potom je počet neutrónov v jadrách týchto atómov odlišný. Napríklad vodík má dva izotopy: deutérium a trícium.
Jadrá atómov majú kladný náboj, pretože sa skladajú z protónov a neutrónov. Protón je stabilná častica patriaca do triedy hadrónov, čo je jadro atómu vodíka. Protón je kladne nabitá častica. Jeho náboj sa modulom rovná elementárnemu náboju, teda veľkosti náboja elektrónu. Náboj protónu sa často označuje ako , potom môžeme napísať, že:
Zvyšná hmotnosť protónu () sa približne rovná:
Viac o protóne sa dozviete v časti „Náboj protónu“.
Experimenty s jadrovým nábojom
Moseley ako prvý zmeral jadrové nálože v roku 1913. Merania boli nepriame. Vedec určil vzťah medzi frekvenciou röntgenového žiarenia () a nábojom jadra Z.
kde C a B sú na prvku nezávislé konštanty pre sériu uvažovaného žiarenia.
Chadwick priamo zmeral náboj jadra v roku 1920. Uskutočnil rozptyl častíc na kovových filmoch, v podstate zopakoval Rutherfordove experimenty, ktoré viedli Rutherforda k zostaveniu jadrového modelu atómu.
V týchto experimentoch častice prešli cez tenkú kovovú fóliu. Rutherford zistil, že vo väčšine prípadov častice prešli fóliou a odchýlili sa o malé uhly od pôvodného smeru pohybu. Vysvetľuje to skutočnosť, že - častice sú vychýlené pod vplyvom elektrických síl elektrónov, ktoré majú oveľa menšiu hmotnosť ako - častice. Niekedy, celkom zriedkavo, boli častice vychýlené pod uhlom presahujúcim 90°. Rutherford vysvetlil túto skutočnosť prítomnosťou náboja v atóme, ktorý je lokalizovaný v malom objeme a tento náboj je spojený s hmotnosťou, ktorá je oveľa väčšia ako hmotnosť častice.
Pre matematický popis výsledkov svojich experimentov odvodil Rutherford vzorec, ktorý určuje uhlové rozloženie častíc po ich rozptýlení atómami. Pri odvodzovaní tohto vzorca použil vedec Coulombov zákon pre bodové náboje a zároveň veril, že hmotnosť jadra atómu je oveľa väčšia ako hmotnosť častíc. Rutherfordov vzorec možno zapísať takto:
kde n je počet rozptylových jadier na jednotku plochy fólie; N je počet - častíc, ktoré prejdú za 1 sekundu jednou oblasťou kolmo na smer toku - častíc; - počet častíc, ktoré sú rozptýlené vo vnútri priestorového uhla - náboj stredu rozptylu; - hmotnosť - častice; - uhol vychýlenia - častice; v - rýchlosť - častice.
Na zistenie náboja jadra atómu (Z) možno použiť Rutherfordov vzorec (3), ak porovnáme počet dopadajúcich častíc (N) s počtom (dN) častíc rozptýlených pod uhlom, potom funkcia bude závisieť len od náboja rozptylového jadra. Vykonaním experimentov a použitím Rutherfordovho vzorca našiel Chadwick náboje jadier platiny, striebra a medi.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
| Cvičenie | Kovová platňa je ožiarená časticami s vysokou rýchlosťou. Časť týchto častíc počas elastickej interakcie s jadrami kovových atómov mení smer svojho pohybu na opačný. Aký je náboj jadra atómov kovu (q), ak minimálna vzdialenosť medzi časticou a jadrom je r. Hmotnosť častice sa rovná jej rýchlosti v. Pri riešení problému možno zanedbať relativistické efekty. Častice sa považujú za bodové, jadro je nehybné a bodové. |
| Riešenie | Urobme si kresbu. Pohybujúc sa smerom k jadru atómu, častica prekonáva Coulombovu silu, ktorá ju odpudzuje od jadra, pretože častica a jadro majú kladný náboj. Kinetická energia pohybujúcej sa častice sa premieňa na potenciálnu energiu interakcie medzi jadrom atómu kovu a časticou. Za základ riešenia problému by sa mal brať zákon zachovania energie.: Potenciálnu energiu bodovo nabitých častíc nájdeme takto:
kde náboj častíc je: , keďže a - častice sú jadrom atómu hélia, ktoré sa skladá z dvoch protónov a dvoch neutrónov, keďže predpokladáme, že experiment sa vykonáva na vzduchu. Kinetická energia - častice pred zrážkou s jadrom atómu sa rovná:
V súlade s (1.1) dávame rovnítko medzi pravé časti výrazov (1.2) a (1.3), máme:
Zo vzorca (1.4) vyjadríme náboj jadra:
|
| Odpoveď |  |
Štruktúra atóm- to je jedna zo základných tém kurzu chémie, ktorá je založená na znalostiach používať tabuľku "Periodický systém chemických prvkov D.I. Mendelejeva." Nejde len o chemické prvky klasifikované a umiestnené podľa určitých zákonov, ale aj o sklad informácií, vrátane informácií o štruktúre atóm. Poznanie funkcií čítania tohto unikátu referenčný materiál, je dovolené poskytnúť atómu úplnú kvalitu a kvantitatívne porovnanie.
Budete potrebovať
- Tabuľka D.I. Mendelejev
Inštrukcia
1. V tabuľke D.I. Mendelejeva, ako vo viacposchodovom obytný dom"živé" chemické prvky, z ktorých všetky zaberajú svoj vlastný byt. Každý z prvkov má teda určité sériové číslo uvedené v tabuľke. Číslovanie chemických prvkov začína zľava doprava a zhora. V tabuľke sa vodorovné riadky nazývajú bodky a zvislé stĺpce sa nazývajú skupiny. Je to dôležité, pretože niektoré parametre je možné porovnať aj podľa čísla skupiny alebo obdobia atóm .
2. Atóm je chemicky nedeliteľná častica, ktorá sa však zároveň skladá z viacerých malých kombinovaných častí, ktoré môžu zahŕňať protóny (správne nabité častice), elektróny (záporne nabité) a neutróny (neutrálne častice). Hromadné atóm je sústredený v jadre (v dôsledku protónov a neutrónov), okolo ktorého krúžia elektróny. V súhrne je atóm elektricky neutrálny, to znamená, že má správny počet poplatky sa zhoduje s počtom záporných, preto je počet protónov a elektrónov rovnaký. Správna jadrová nálož atóm prebieha práve na úkor protónov.
3. Je potrebné mať na pamäti, že sériové číslo chemického prvku sa kvantitatívne zhoduje s nábojom jadra atóm. Preto, aby sa určil náboj jadra atóm musíte vidieť, pod akým číslom je tento chemický prvok.
4. Príklad č. 1. Určte jadrový náboj atóm uhlík (C). Začneme skúmať chemický prvok uhlík so zameraním na tabuľku D.I. Mendelejeva. Uhlík je v „byte“ číslo 6. Následne má jadrový náboj +6 vďaka 6 protónom (správne nabitým časticiam), ktoré sa nachádzajú v jadre. Vzhľadom na to, že atóm je elektricky neutrálny, znamená to, že tam bude aj 6 elektrónov.
5. Príklad č. 2. Určte jadrový náboj atóm hliník (Al). Hliník má sériové číslo - č. 13. V dôsledku toho náboj jadra atóm hliník +13 (kvôli 13 protónom). Bude tam aj 13 elektrónov.
6. Príklad č. 3. Určte jadrový náboj atóm striebro (Ag). Striebro má poradové číslo – č. 47. Odtiaľ pochádza náboj jadra atóm striebro + 47 (kvôli 47 protónom). Je tam aj 47 elektrónov.
Atóm chemického prvku sa skladá z jadrá a elektronický shell. Jadro je centrálna časť atóm, v ktorom je sústredená približne každá jeho hmotnosť. Na rozdiel od elektrónového obalu má jadro správne poplatok .
Budete potrebovať
- Atómové číslo chemického prvku, Moseleyho zákon
Inštrukcia
1. Jadro atómu tvoria 2 typy častíc – protóny a neutróny. Neutróny sú elektricky neutrálne častice, teda ich elektrické poplatok rovná sa nule. Protóny sú kladne nabité častice a ich elektrické poplatok je +1.
2. Touto cestou, poplatok jadrá sa rovná číslu protóny. Počet protónov v jadre sa zase rovná jadrovému číslu chemického prvku. Napríklad jadrové číslo vodíka je 1, to znamená, že jadro vodíka pozostáva z jedného protónu a má poplatok+1. Jadrové číslo sodíka je 11, poplatok jeho jadrá rovná sa +11.
3. V alfa rozpade jadrá jeho jadrové číslo sa zníži o dva vyžiarením častice alfa ( jadrá atóm hélia). Počet protónov v jadre, ktoré prešlo alfa rozpadom, sa teda tiež zníži o dva. Beta rozpad môže prebehnúť za 3 odlišné typy. V prípade beta-mínus rozpadu sa neutrón mení na protón vyžiarením elektrónu a antineutrína. Potom poplatok jadrá sa zvýši o 1. V prípade rozpadu beta-plus sa protón zmení na neutrón, pozitrón a neutríno, poplatok jadrá sa zníži o jeden.V prípade elektronického snímania poplatok jadrá tiež klesá o jednu.
4. Nabite jadrá je možné určiť aj z frekvencie spektrálnych čiar charakteristického žiarenia atómu. Podľa Moseleyho zákona: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, kde v je spektrálna frekvencia charakteristického žiarenia, R je Rydbergova spojitosť, S je skríningová spojitosť, n je hlavné kvantové číslo. Z = n*sqrt(v/r)+s.
Podobné videá
Atóm je najmenšia častica celého prvku, ktorá nesie jeho chemické vlastnosti. Existencia aj štruktúra atómu boli predmetom diskusie a chápania už od staroveku. Zistilo sa, že štruktúra atómov je podobná štruktúre Jasného systému: v strede je jadro, ktoré zaberá dosť miesta, ale sústreďuje v sebe približne celú hmotu; obiehajú okolo neho „planéty“ – elektróny nesúce zápor poplatky. Ako sa dá zistiť náboj? jadrá atóm?
Inštrukcia
1. Každý atóm je elektricky neutrálny. Ale zo skutočnosti, že elektróny nesú zápor poplatky, musia byť vyvážené opačnými nábojmi. A existuje. pozitívne poplatky nesú častice nazývané protóny umiestnené v jadre atómu. Protón je oveľa objemnejší ako elektrón: váži až 1836 elektrónov!
2. Najprimitívnejším prípadom je atóm vodíka prvého prvku periodickej tabuľky. Pri pohľade na tabuľku uvidíte, že zaberá prvé miesto a jeho jadro tvorí výnimočný protón, okolo ktorého sa točí výnimočný elektrón. Z toho vyplýva, že poplatok jadrá atóm vodíka je +1.
3. Jadrá ostatných prvkov pozostávajú nielen z protónov, ale aj z takzvaných „neutrónov“. Ako môžete ľahko pochopiť zo samotného názvu, neutróny nenesú vôbec žiadny náboj - ani negatívny, ani správny. Preto si pamätajte: bez ohľadu na to, koľko neutrónov obsahuje jadro jadrá, ovplyvňujú iba jeho hmotnosť, ale nie jeho náboj.
4. V dôsledku toho veľkosť kladného náboja jadrá atóm závisí len od toho, koľko protónov obsahuje. Ale zo skutočnosti, že ako bolo bližšie naznačené, atóm je elektricky neutrálny, jeho jadro musí obsahovať toľko protónov, koľko elektrónov obieha jadrá. Počet protónov je určený poradovým číslom prvku v periodickej tabuľke.
5. Zvážte niekoľko prvkov. Povedzme, že povestný a naliehavo potrebný kyslík je v „bunke“ na čísle 8. V dôsledku toho jej jadro obsahuje 8 protónov a náboj jadrá bude +8. Oceľ zaberá „bunku“ s číslom 26, a preto má náboj jadrá+26. A presne taký náboj bude mať aj decentný kov – zlato, s poradovým číslom 79 jadrá(79), so znamienkom +. Podľa toho atóm kyslíka obsahuje 8 elektrónov, atóm železa má 26 a atóm zlata má 79.
Podobné videá
AT bežné podmienky atóm je elektricky neutrálny. V tomto prípade je jadro atómu, pozostávajúce z protónov a neutrónov, nabité kladne a elektróny nesú záporný náboj. S nadbytkom alebo nedostatkom elektrónov sa atóm zmení na ión.
Inštrukcia
1. Každý chemický prvok má svoj vlastný jedinečný jadrový náboj. Je to náboj, ktorý určuje číslo prvku v periodickom systéme. Takže jadro vodíka má náboj +1, hélium +2, lítium +3, berýlium +4 atď. Ak teda ponecháme prvok, náboj jadra jeho atómu sa dá určiť z periodickej tabuľky.
2. Zo skutočnosti, že za bežných podmienok je atóm elektricky neutrálny, počet elektrónov zodpovedá náboju jadra atómu. Záporný náboj elektrónov je kompenzovaný kladným nábojom jadra. Elektrostatické sily udržujú elektrónové oblaky blízko atómu, čo zaisťuje jeho stabilitu.
3. Pod vplyvom určitých podmienok je dovolené odoberať elektróny z atómu alebo k nemu pripojiť ďalšie. Ak atómu odoberiete elektrón, z atómu sa stane katión – správne nabitý ión. S nadmerným počtom elektrónov sa atóm stáva aniónom - záporne nabitým iónom.
4. Chemické zlúčeniny môžu byť buď molekulárnej alebo iónovej povahy. Molekuly sú tiež elektricky neutrálne a ióny nesú určitý náboj. Takže molekula amoniaku NH3 je neutrálna, ale amónny ión NH4 + je nabitý správne. Väzby medzi atómami v molekule amoniaku sú kovalentné, tvorené výmenným typom. Štvrtý atóm vodíka sa spája podľa mechanizmu donor-akceptor, je to tiež kovalentná väzba. Amónium sa tvorí, keď amoniak reaguje s roztokmi kyselín.
5. Hlavná vec, ktorú treba pochopiť, je, že náboj jadra prvku nezávisí od chemických reinkarnácií. Bez ohľadu na to, koľko elektrónov pridáte alebo odoberiete, náboj jadra zostáva rovnaký. Napríklad atóm O, anión O- a katión O+ sa vyznačujú rovnakým jadrovým nábojom +8. V tomto prípade má atóm 8 elektrónov, anión 9, katión - 7. Samotné jadro sa môže zmeniť iba prostredníctvom jadrových metamorfóz.
6. Obzvlášť častým typom jadrovej reakcie je rádioaktívny rozpad, ktorý sa môže vyskytnúť v prírodnom prostredí. Jadrová hmotnosť prvkov, ktoré v prírode prechádzajú takýmto rozpadom, je uzavretá v hranatých zátvorkách. To znamená, že hmotnostné číslo nie je konštantné, mení sa v priebehu času.
V periodickej tabuľke prvkov D.I. Mendelejevovo striebro má poradové číslo 47 a označenie „Ag“ (argentum). Názov tohto kovu môže pochádzať z latinského „argos“, čo znamená „biely“, „lesklý“.
Inštrukcia
1. Striebro bolo spoločnosti známe už v 4. tisícročí pred Kristom. V starovekom Egypte ho dokonca nazývali „biele zlato“. Tento drahý kov sa v prírode nachádza v natívnej forme aj vo forme zlúčenín, povedzme, sulfidov. Strieborné nugety majú obrovskú hmotnosť a často obsahujú nečistoty zlata, ortuti, medi, platiny, antimónu a bizmutu.
2. Chemické vlastnosti striebra Striebro patrí do skupiny prechodných kovov a má všetky vlastnosti kovov. Chemická aktivita striebra je však nízka – v elektrochemickom rade napätí kovov sa nachádza napravo od vodíka, približne na samom konci. V zlúčeninách striebro najčastejšie vykazuje oxidačný stav +1.
3. Za normálnych podmienok striebro nereaguje s kyslíkom, vodíkom, dusíkom, uhlíkom, kremíkom, ale interaguje so sírou za vzniku sulfidu strieborného: 2Ag+S=Ag2S. Pri zahrievaní striebro interaguje s halogénmi: 2Ag+Cl2=2AgCl?.
4. Rozpustný dusičnan strieborný AgNO3 slúži na kvalitné stanovenie halogenidových iónov v roztoku - (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal?. Napríklad pri interakcii s chlórovými aniónmi vytvára striebro nerozpustnú bielu zrazeninu AgCl?.
5. Prečo strieborné predmety na vzduchu blednú Príčinou postupného tmavnutia strieborných predmetov je to, že striebro reaguje so sírovodíkom obsiahnutým vo vzduchu. V dôsledku toho sa na kovovom povrchu vytvorí film Ag2S: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.
6. Ako striebro interaguje s kyselinami Striebro, podobne ako meď, neinteraguje so zriedenou kyselinou chlorovodíkovou a sírovou, pretože je to kov s nízkou aktivitou a nedokáže z nich vytesniť vodík. Oxidačné kyseliny, dusičná a koncentrovaná kyselina sírová rozpúšťajú striebro: 2Ag + 2H2SO4 (konc.) = Ag2SO4 + SO2+ + 2H2O; Ag+2HN03(konc.)=AgN03+N02++H20; 3Ag + 4HNO3 (razb.) \u003d 3AgN03 + NO+ + 2H20.
7. Ak sa k roztoku dusičnanu strieborného pridá zásada, získa sa tmavá gaštanová zrazenina oxidu strieborného Ag2O: 2AgNO3+2NaOH=Ag2O?+2NaNO3+H2O.
8. Podobne ako jednomocné zlúčeniny medi, aj nerozpustné zrazeniny AgCl a Ag2O sú schopné rozpúšťať sa v roztokoch amoniaku, čím vznikajú komplexné zlúčeniny: AgCl + 2NH3 = Cl; Ag20+4NH3+H20=2OH. Posledné zapojenie sa často používa v organická chémia v reakcii "strieborného zrkadla" - dobrá reakcia na aldehydovú skupinu.
Uhlík je jedným z chemických prvkov, ktorý má v periodickej tabuľke symbol C. Jeho poradové číslo je 6, jeho jadrová hmotnosť je 12,0107 g/mol a atómový polomer je 91 pm. Uhlík vďačí za svoj názov ruským chemikom, ktorí prvku najskôr priradili názov „uhlík“, ktorý sa potom pretransformoval na súčasný.
Inštrukcia
1. Uhlík sa v priemysle využíval už v staroveku, keď ho kováči používali pri tavení kovov. Známe sú dve alotropické modifikácie chemického prvku – diamant, ktorý sa používa v klenotníctve a priemysle, ako aj grafit, za objav ktorého bol nedávno ocenený. nobelová cena. Dokonca aj Antoine Lavoisier vykonal prvé zručnosti s takzvaným čistým uhlím, po ktorých skupina vedcov - Guiton de Morvo, samotný Lavoisier, Berthollet a Fourcroix, ktorí opísali svoju zručnosť v knihe "Metóda chemickej nomenklatúry", čiastočne študovala jeho vlastnosti.
2. Prvýkrát voľný uhlík vyniesol Brit Tennant, ktorý prešiel fosforovými parami cez horúcu kriedu a spolu s uhlíkom dostal fosforečnan vápenatý. Pokračoval v zručnostiach britského štábu Francúz Guiton de Morvo. Diamant opatrne zahrial, nakoniec ho premenil na grafit a neskôr na kyselinu uhličitú.
3. Uhlík má dosť rôznorodé fyzikálne vlastnosti v dôsledku tvorby chemických väzieb iný typ. Bližšie je známe, že tento chemický prvok sa nepretržite tvorí v spodných vrstvách stratosféry a jeho vlastnosti už od 50. rokov poskytujú uhlíku miesto v jadrových elektrárňach a v jadrových vodíkových bombách.
4. Fyzici rozlišujú niekoľko foriem alebo konštrukcií uhlíka: tetrický, trigonálny a diagonálny. Má tiež niekoľko kryštalických variácií – diamant, grafén, grafit, karbín, lonsdaleit, nanodiamant, fullerén, fullerit, uhlíkové vlákno, nanovlákno a nanorúrky. Amorfný uhlík má tiež formy: aktivovaný a drevené uhlie fosílne uhlie alebo antracit, čierne uhlie alebo ropný koks, sklený uhlík, sadze, sadze a uhlíkový nanofilm. Fyzici tiež zdieľajú variácie colasterov - astralény, dikarbóny a uhlíkové nanokužele.
5. Uhlík je celkom inertný v neprítomnosti extrémnych teplôt a keď sa dosiahne ich horná hranica, je oveľa pravdepodobnejšie, že sa spojí s inými chemickými prvkami, ktoré vykazujú najsilnejšie redukčné vlastnosti.
6. Pravdepodobne obzvlášť známe využitie uhlíka je v ceruzkárskom priemysle, kde sa mieša s hlinou, aby bol menej krehký. Používa sa aj ako lubrikant na poriadne vysoké resp nízke teploty, a teplo tavenie umožňuje vyrábať z uhlíka pevné tégliky na liatie kovov. Grafit je tiež očarujúco vodivý elektriny, čo dáva veľké vyhliadky na jeho využitie v elektronike.
Podobné videá
Poznámka!
V tabuľke D.I. Mendeleeva sú v jednej bunke uvedené dve číselné hodnoty pre celý chemický prvok. Nezamieňajte radové a relatívne jadrovej hmoty prvok
Atóm je najmenšia častica chemického prvku, ktorá si zachováva všetky svoje chemické vlastnosti. Atóm pozostáva z jadra, ktoré má klad nabíjačka a záporne nabité elektróny. Náboj jadra ľubovoľného chemického prvku sa rovná súčinu Z pomocou e, kde Z je poradové číslo tohto prvku v periodickej sústave chemických prvkov, e je hodnota elementárneho elektrického náboja.
Electron- je to najmenšia častica látky so záporným elektrickým nábojom e=1,6·10 -19 coulombov, braná ako elementárny elektrický náboj. Elektróny, rotujúce okolo jadra, sú umiestnené na elektrónových obaloch K, L, M atď. K je obal najbližšie k jadru. Veľkosť atómu je určená veľkosťou jeho elektrónového obalu. Atóm môže stratiť elektróny a stať sa pozitívnym iónom alebo získať elektróny a stať sa negatívnym iónom. Náboj iónu určuje počet stratených alebo získaných elektrónov. Proces premeny neutrálneho atómu na nabitý ión sa nazýva ionizácia.
atómové jadro(centrálna časť atómu) pozostáva z elementárnych jadrových častíc - protónov a neutrónov. Polomer jadra je asi stotisíckrát menší ako polomer atómu. Hustota atómového jadra je extrémne vysoká. Protóny- Sú to stabilné elementárne častice s jednotkovým kladným elektrickým nábojom a hmotnosťou 1836-krát väčšou ako hmotnosť elektrónu. Protón je jadrom samotného atómu svetelný prvok- vodík. Počet protónov v jadre je Z. Neutrón je neutrálna (bez elektrického náboja) elementárna častica s hmotnosťou veľmi blízkou hmotnosti protónu. Keďže hmotnosť jadra je súčtom hmotnosti protónov a neutrónov, počet neutrónov v jadre atómu je A - Z, kde A je hmotnostné číslo daného izotopu (pozri). Protón a neutrón, ktoré tvoria jadro, sa nazývajú nukleóny. V jadre sú nukleóny viazané špeciálnymi jadrovými silami.
Atómové jadro má obrovskú zásobu energie, ktorá sa uvoľňuje pri jadrových reakciách. Jadrové reakcie sa vyskytujú, keď atómové jadrá interagujú s elementárnymi časticami alebo s jadrami iných prvkov. V dôsledku jadrových reakcií vznikajú nové jadrá. Napríklad neutrón sa môže premeniť na protón. V tomto prípade je beta častica, teda elektrón, vyvrhnutá z jadra.
Prechod v jadre protónu na neutrón sa môže uskutočniť dvoma spôsobmi: buď je z jadra emitovaná častica s hmotnosťou, rovná hmotnosti elektrón, ale s kladným nábojom, nazývaný pozitrón (rozpad pozitrónu), alebo jadro zachytí jeden z elektrónov z K-plášťa, ktorý je mu najbližšie (K-záchyt).
Niekedy má vytvorené jadro prebytok energie (je v excitovanom stave) a mení sa na normálny stav, uvoľňuje prebytočnú energiu vo forme elektromagnetická radiácia s veľmi krátkou vlnovou dĺžkou. Energia uvoľnená pri jadrových reakciách sa prakticky využíva v rôznych priemyselných odvetviach.
Atóm (grécky atomos – nedeliteľný) je najmenšia častica chemického prvku, ktorá má svoje chemické vlastnosti. Každý prvok sa skladá z určitých typov atómov. Štruktúra atómu zahŕňa jadro nesúce kladný elektrický náboj a záporne nabité elektróny (pozri), ktoré tvoria jeho elektronické obaly. Hodnota elektrického náboja jadra sa rovná Z-e, kde e je elementárny elektrický náboj, ktorý sa svojou veľkosťou rovná náboju elektrónu (4,8 10 -10 e.-st. jednotiek) a Z je atómové číslo. tohto prvku v periodickom systéme chemických prvkov (pozri .). Keďže neionizovaný atóm je neutrálny, počet v ňom obsiahnutých elektrónov sa tiež rovná Z. Zloženie jadra (pozri. Atómové jadro) zahŕňa nukleóny, elementárne častice s hmotnosťou približne 1840-krát väčšou ako hmotnosť atómu elektrón (rovnajúci sa 9,1 10 - 28 g), protóny (pozri), kladne nabité a neutróny bez náboja (pozri). Počet nukleónov v jadre sa nazýva hmotnostné číslo a označuje sa písmenom A. Počet protónov v jadre, rovný Z, určuje počet elektrónov vstupujúcich do atómu, štruktúru elektrónových obalov a chemickú látku. vlastnosti atómu. Počet neutrónov v jadre je A-Z. Izotopy sa nazývajú odrody toho istého prvku, ktorých atómy sa od seba líšia hmotnostným číslom A, ale majú rovnaké Z. V jadrách atómov rôznych izotopov jedného prvku je teda rôzny počet neutrónov s tzv. rovnaký počet protónov. Pri označovaní izotopov je hmotnostné číslo A napísané v hornej časti symbolu prvku a atómové číslo v dolnej časti; napríklad izotopy kyslíka sú označené: 
Rozmery atómu sú určené rozmermi elektrónových obalov a pre všetky Z sú asi 10 -8 cm Keďže hmotnosť všetkých elektrónov atómu je niekoľko tisíckrát menšia ako hmotnosť jadra, hmotnosť atóm je úmerný hmotnostnému číslu. Relatívna hmotnosť atóm daného izotopu je určený vo vzťahu k hmotnosti atómu izotopu uhlíka C 12, braný ako 12 jednotiek, a nazýva sa izotopová hmotnosť. Ukázalo sa, že je blízko k hmotnostnému číslu zodpovedajúceho izotopu. Relatívna hmotnosť atómu chemického prvku je priemerná (berúc do úvahy pomerné zastúpenie izotopov daného prvku) hodnota izotopovej hmotnosti a nazýva sa atómová hmotnosť (hmotnosť).
Atóm je mikroskopický systém a jeho štruktúru a vlastnosti je možné vysvetliť len pomocou kvantovej teórie, ktorá vznikla najmä v 20. rokoch 20. storočia a ktorej cieľom je popísať javy v atómovom meradle. Experimenty ukázali, že mikročastice – elektróny, protóny, atómy atď. – majú okrem korpuskulárnych vlnové vlastnosti prejavuje sa difrakciou a interferenciou. V kvantovej teórii sa na popis stavu mikroobjektov používa určité vlnové pole charakterizované vlnovou funkciou (Ψ-funkcia). Táto funkcia určuje pravdepodobnosti možných stavov mikroobjektu, t.j. charakterizuje potenciálne možnosti prejavu jednej alebo druhej z jeho vlastností. Zákon variácie funkcie Ψ v priestore a čase (Schrödingerova rovnica), ktorý umožňuje túto funkciu nájsť, zohráva v kvantovej teórii rovnakú úlohu ako Newtonove pohybové zákony v klasickej mechanike. Riešenie Schrödingerovej rovnice v mnohých prípadoch vedie k diskrétnosti možné stavy systémov. Takže napríklad v prípade atómu sa získa séria vlnových funkcií pre elektróny, ktoré zodpovedajú rôznym (kvantovaným) energetickým hodnotám. Systém energetických hladín atómu, vypočítaný metódami kvantovej teórie, získal vynikajúce potvrdenie v spektroskopii. Prechod atómu zo základného stavu zodpovedajúceho najnižšej energetickej hladine E 0 do niektorého z excitovaných stavov E i nastáva, keď je absorbovaná určitá časť energie E i - E 0. Excitovaný atóm prechádza do menej excitovaného alebo základného stavu, zvyčajne s emisiou fotónu. V tomto prípade je energia fotónu hv rovná rozdielu medzi energiami atómu v dvoch stavoch: hv= E i - E k kde h je Planckova konštanta (6,62·10 -27 erg·sec), v je frekvencia svetla.
Okrem atómových spektier umožnila kvantová teória vysvetliť aj ďalšie vlastnosti atómov. Vysvetlila sa najmä valencia, podstata chemickej väzby a štruktúra molekúl, vznikla teória periodickej sústavy prvkov.