Что такое атом

Основы строения атома. Просто о сложном

  • 12 Январь 2021
  • 9 минут
  • 25 935

Все в мире состоит из атомов. Но откуда они взялись, и из чего состоят сами? Сегодня отвечаем на эти простые и фундаментальные вопросы. Ведь многие люди, живущие на планете, говорят, что не понимают строения атомов, из которых сами и состоят.

Естественно, уважаемый читатель понимает, что в данной статье мы стараемся изложить все на максимально простом и интересном уровне, поэтому не «грузим» научными терминами. Тем, кто хочет изучить вопрос на более профессиональном уровне, советуем читать специализированную литературу. Тем не менее, сведения данной статьи могут сослужить хорошую службу в учебе и просто сделать Вас более эрудированными.

Атом – это частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, которая является носителем его свойств. Иными словами, это мельчайшая частица того или иного вещества, которая может вступать в химические реакции.

История открытия и строение

Понятия атома было известно еще в Древней Греции. Атомизм – физическая теория, которая гласит, что все материальные предметы состоят из неделимых частиц. Наряду с Древней Грецией, идеи атомизма параллельно развивался еще и в Древней Индии.

Не известно, рассказали тогдашним философам об атомах инопланетяне, или они додумались сами, но экспериментально подтвердить данную теорию химики смогли много позже – только в семнадцатом веке, когда Европа выплыла из пучины инквизиции и средневековья.

Долгое время господствующим представлением о строении атома было представление о нем как о неделимой частице. То, что атом все-таки можно разделить, выяснилось только в начале двадцатого века. Резерфорд, благодаря своему знаменитому опыту с отклонением альфа-частиц, узнал, что атом состоит из ядра, вокруг которого вращаются электроны. Была принята планетарная модель атома, в соответствии с которой электроны вращаются вокруг ядра, как планеты нашей Солнечной системы вокруг звезды.

Планетарная модель

Современные представления о строении атома продвинулись далеко. Ядро атома, в свою очередь, состоит субатомных частиц, или нуклонов – протонов и нейтронов. Именно нуклоны составляют основную массу атома. При этом протоны и нейтроны также не являются неделимыми частицами, и состоят из фундаментальных частиц — кварков.

Ядро атома имеет положительный электрический заряд, а электроны, вращающиеся по орбите – отрицательный. Таким образом, атом электрически нейтрален.

Ниже приведем элементарную схему строения атома углерода.

Схема строения атома

Свойства атомов

Масса

Массу атомов принято измерять в атомных единицах массы – а.е.м. Атомная единица массы представляет собой массу 1/12 части свободно покоящегося атома углерода, находящегося в основном состоянии.

В химии для измерения массы атомов используется понятие «моль». 1 моль – это такое количество вещества, в котором содержится число атомов, равное числу Авогадро.

Размер

Размеры атомов чрезвычайно малы. Так, самый маленький атом – это атом Гелия, его радиус – 32 пикометра. Самый большой атом – атом цезия, имеющий радиус 225 пикометров. Приставка пико означает десять в минус двенадцатой степени! То есть , если 32 метра уменьшить в тысячу миллиардов раз, мы получим размер радиус атома гелия.

При этом, масштабы вещей таковы, что, по сути, атом на 99% состоит из пустоты. Ядро и электроны занимают крайне малую часть его объема. Для наглядности, рассмотрим такой пример. Если представить атом в виде олимпийского стадиона в Пекине (а можно и не в Пекине, просто представьте себе большой стадион), то ядро этого атома будет представлять собой вишенку, находящуюся в центре поля. Орбиты электронов при этом находились бы где-то на уровне верхних трибун, а вишня весила бы 30 миллионов тонн. Впечатляет, не так ли?

Если предсавить атом в виде стадиона, ядро будет размером с вишню в центре поля

Откуда взялись атомы?

Как известно, сейчас различные атомы сгруппированы в таблицу Менделеева. В ней насчитывается 118 (а если с предсказанными, но еще не открытыми элементами — 126) элементов, не считая изотопов. Но так было далеко не всегда.

В самом начале формирования Вселенной никаких атомов не было и подавно, существовали лишь элементарные частицы, под воздействием огромных температур взаимодействующие между собой. Как сказал бы поэт, это был настоящий апофеоз частиц. В первые три минуты существования Вселенной, из-за понижения температуры и совпадения еще целой кучи факторов, запустился процесс первичного нуклеосинтеза, когда из элементарных частиц появились первые элементы: водород, гелий, литий и дейтерий (тяжелый водород). Именно из этих элементов образовались первые звезды, в недрах которых проходили термоядерные реакции, в результате которых водород и гелий «сгорали», образуя более тяжелые элементы. Если звезда была достаточно большой, то свою жизнь она заканчивала так называемым взрывом «сверхновой», в результате которого атомы выбрасывались в окружающее пространство. Так и получилась вся таблица Менделеева.

Вселенная

Так что, можно сказать, что все атомы, из которых мы состоим, когда-то были частью древних звезд.

Почему ядро атома не распадается?

В физике существует четыре типа фундаментальных взаимодействий между частицами и телами, которые они составляют. Это сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное взаимодействия.

Именно благодаря сильному взаимодействию, которое проявляется в масштабах атомных ядер и отвечает за притяжение между нуклонами, атом и является таким «крепким орешком».

Не так давно люди поняли, что при расщеплении ядер атомов высвобождается огромная энергия. Деление тяжелых атомных ядер является источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.

Ядерный взрыв

Итак, друзья, познакомив Вас со структурой и основами строения атома, нам остается только напомнить о том, что наши авторы готовы в любой момент прийти Вам на помощь. Не важно, нужно Вам выполнить диплом по ядерной физике, или самую маленькую контрольную – ситуации бывают разные, но выход есть из любого положения. Подумайте о масштабах Вселенной, закажите работу в Zaochnik и помните – нет поводов для беспокойства.

Атомы и молекулы: что о них известно

Атомы и молекулы: Freepick

С изучения атомов и молекул начинается знакомство с химией. Современной науке известны миллионы молекул. Разобраться с их строением и свойствами помогут особенности мельчайшей частицы — атома.

Что такое атомы

С древних времен люди стремились изучить природу вещей, которые их окружали. Постепенно пришли к мысли о том, что все вокруг состоит из мельчайших частиц.

По мере развития науки появилось понятие об атомах и молекулах. Эти частички чрезвычайно малы, и невооруженным глазом их не разглядеть. Любое крошечное количество вещества, например, пылинка, содержит невероятно большое количество атомов и молекул.

Что же такое атом? Так называют мельчайшую химически неделимую частицу вещества, а также наименьшую часть химического элемента, которая отражает его свойства. Атомы очень маленькие: их размеры находятся в диапазоне от 1 до 5 ангстрем (обозначается — Å.). Один ангстрем — это 10⁻¹⁰ м.

Законы Ньютона для школьников

Когда атомы только открыли, их считали самыми маленькими из возможных частиц. Но сегодня нам известна их внутренняя структура:

  • В центре каждого атома есть ядро с определенной массой. В нем находятся положительно заряженные протоны и нейтральные частицы нейтроны. Вместе их называют нуклоны.
  • Пространство вокруг ядра заполняют частицы с отрицательными зарядами — электроны.

Например, в атоме гелия есть ядро с двумя протонами и двумя нейтронами, а вокруг него двигаются по своим орбитам два электрона.

Мир атомов: Freepick

Элементарные или субатомные частицы во всех атомах одинаковы, отличается только их количество:

  1. Протоны — это частицы, которые имеют положительный электрический заряд. Условно его обозначают +1. Символ протона — p⁺.
  2. Нейтроны — это частицы, которые не имеют электрического заряда. У нейтронов он равняется нулю. Символ нейтронов — n⁰.
  3. Электроны — это частицы, которые имеют отрицательный электрический заряд. Условно его обозначают -1. Символ электронов — e, е⁻.

Что такое магнитное поле, его свойства и источники

Ядра атомов заряжены положительно, так как в них находятся положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. По величине заряд соответствует количеству протонов в ядре и равен порядковому номеру элемента в периодической системе.

Заряды протонов и электронов одинаковые по величине, но имеют противоположные знаки. В любом атоме число протонов и электронов равно. Поэтому заряд ядра и суммарный заряд всех электронов также равны, но имеют противоположные знаки. Следовательно, атом — электронейтральная частица.

Каждый известный атом обозначен специальным символом — латинской буквой. Все они представлены в периодической системе Д. И. Менделеева.

На современном этапе развития науки ученые стремятся разрушить атом, чтобы получить еще более мелкие частички. Однако они очень неустойчивы, и добиться их долговременного существования пока не получается.

Сила тяжести: формула, единицы измерения, особенности

Что известно о молекулах

Атомы различным образом соединяются друг с другом. Как из букв алфавита составляются тысячи слов, так одни и те же атомы образуют молекулы большого количества разных веществ, которые видим в окружающем мире.

Молекулой называют наименьшую частицу вещества, которая определяет его свойства и способна к самостоятельному существованию. Каждая молекула строится из атомов, которые составляют ее массу:

  • Вещество (например, сахар) можно размолоть до состояния пыли, но все равно каждая из крупинок будет включать огромное количество одинаковых молекул сахара и сохранит свойства, которыми обладает вещество.
  • Даже если измельчить вещество до отдельных молекул (например, сахар растворить в воде), то вещество продолжит существовать и будет проявлять свои свойства (раствор будет сладким на вкус). Поэтому каждую самостоятельно существующую молекулу сахара можем называть веществом.
  • Продолжая дробление, будем разрушать молекулы на атомы.
  • Если же несколько атомов отделить, то разрушится вещество. Конечно, атомы не исчезнут, они станут частью других молекул, но сахар как вещество прекратит свое существование.
Читайте также  Что такое диалект

Центр Вселенной: что это и где он находится

Таким образом, вещества не вечны, так как их молекулы не могут быть вечными. Однако их атомы практически вечны. В тех веществах и предметах, которые окружают нас сегодня, находятся атомы, которые существовали еще во времена динозавров, походов Александра Македонского и открытия Колумбом Америки.

Что такое молекулы: Freepick

Хоть молекулы и очень малы, их устройство определяют с помощью различных физических и химических методов. Чистые вещества состоят из молекул одного вида.

Если в физическом теле есть молекулы разных видов, то речь идет о смеси веществ. Когда в быту говорим о чистом воздухе, то называем так сложную смесь различных газообразных веществ. Химику придется серьезно поработать, чтобы выделить из нее отдельные чистые вещества.

Теплопроводность воды и льда и их особенности

Все вещества делят на простые и сложные:

  • Молекулы простого вещества состоят из одинаковых атомов (азот, кислород, аргон, озон).
  • Молекулы в сложном веществе составлены из атомов двух и более видов: углекислый газ, вода.

Часто физические тела состоят из молекул нескольких веществ. Их называют смесями. Важно не путать сложные вещества и смеси. Если в сложном веществе содержатся молекулы одного вида, то это не смесь.

Благодаря свойству атомов объединяться в разных вариациях количество веществ, как и видов молекул, бесконечно. Никто не сможет точно назвать число веществ, которые сегодня известны людям. Ориентировочно их количество исчисляется миллионами, а химики каждый день создают новые молекулы.

Закон Паскаля простыми словами: суть и значимость

Таким образом все вещества, которые мы видим вокруг нас, состоят из молекул, а те, в свою очередь, построены из атомов. Ученым удалось исследовать мельчайшие частички — атомы — и подробно описать их структуру. Эти знания стали ключом к пониманию природы молекул и даже дали возможность создавать новые молекулы.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Что такое атом

АТОМ (греческий atomos неделимый) — мельчайшая частица химического элемента. По современным представлениям, атом состоит из центральной части, называемой атомным ядром (см. Ядро атомное), и электронной оболочки, содержащей электроны (см. Электрон). Размеры атома составляют величину порядка 10 -8 см, а его ядра — в 10—100 тысяч раз меньше. Хотя ядро занимает ничтожно малую часть объема атома, в нем сосредоточена почти вся масса атома.

Ядро атома имеет положительный электрический заряд, а электроны — отрицательный, причем заряд электронной оболочки равен заряду ядра, так что атом в нормальных условиях электрически нейтрален. Силы электрического притяжения электронов к атомному ядру обеспечивают устойчивость атома в целом.

Современная теория атомного строения вещества зародилась в начале 19 века, когда Дальтон (J. Dalton) изучил количественные соотношения между хим. элементами и выполнил первые измерения атомного веса элементов.

После открытия электрона в конце 19 века была создана первая модель атома в виде сплошного шарообразного тела из положительно заряженного вещества с вкраплениями отрицательно заряженных частиц (электронов), где сумма отрицательных зарядов всех этих электронов равнялась величине положительного заряда всего шара. Этим объяснялась нейтральность электрического заряда атома.

Внутреннюю структуру атома удалось выявить только после открытия явления радиоактивности. Используя ионизирующие излучения, возникающие при радиоактивном распаде некоторых ядер, для изучения строения атома, Резерфорд (Е. Rutherford) установил наличие в центральной части атома положительного ядра и пересмотрел модель атома, предложив так называемую планетарную модель. Согласно этой модели атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов, удерживаемых в атоме благодаря электрическому притяжению к ядру.

Планетарная модель атома получила теоретическую основу в 1913 году, когда Бор (N. Bohr) создал теорию атома водорода.

В модели Бора используются два так называемых неклассических постулата. Первый из них утверждает, что электрон движется вокруг ядра, не теряя свою энергию на излучение, по вполне определенным дискретным орбитам. Согласно законам классической механики при движении по круговой орбите электрон испытывает центростремительное ускорение и поэтому должен непрерывно терять свою энергию посредством излучения, постепенно приближаясь к ядру атома.

Таким образом, первый постулат утверждает возможность стабильного существования атома при нахождении электрона на круговых боровских орбитах. Самая внутренняя, то есть наиболее близкая к ядру, боровская орбита расположена от него на расстоянии примерно 5•10 -9 см. Второй постулат Бора сводится к следующему. При переходе с одной устойчивой орбиты на другую электрон излучает (или поглощает) определенную порцию энергии в виде кванта света. Переход электрона с внешней боровской орбиты на внутреннюю сопровождается испусканием кванта света. Для перехода с внутренней орбиты на внешнюю атом должен поглотить квант света. В любом случае энергия кванта света равна разности энергий электронов на этих двух орбитах. Таким образом, атом водорода (как и все остальные атомы) характеризуется своей способностью излучать или поглощать только кванты света определенной энергии или, другими словами, электромагнитное излучение определенной длины волны. Набор таких длин волн составляет спектр излучения атома водорода.

В нормальном или так называемом основном состоянии атома водорода электрон находится на самой внутренней боровской орбите и обладает минимально возможной энергией, составляющей 13,6 эв. Это количество энергии требуется затратить, чтобы удалить электрон из атома, то есть ионизировать атом водорода. Поэтому величина 13,6 эв называется ионизационным потенциалом атома водорода. Передавая атом водорода порции энергии (например, пропуская электрический ток через трубку, содержащую водород) менее 13,6 эв, можно перевести его в одно из промежуточных дискретных энергетических состояний, называемых возбужденными. Возвращаясь из возбужденного состояния в основное путем перехода электрона на основной уровень (ближайшая к ядру орбита), атом испускает квант света. Среднее время, которое электрон проводит на одном из возбужденных уровней атома, называется временем жизни возбужденного состояния. Обычное время жизни возбужденного состояния около 10 -8 сек.

Теория Бора хорошо объясняла свойства атома водорода и других водородоподобных атомов (то есть атомов, лишенных всех электронов, кроме одного), а также спектры испускаемого такими атомами электромагнитного излучения. Однако эта теория оказалась непригодной для рассмотрения более сложных атомных структур. Вместе с тем она явилась существенным шагом в создании современной квантовой механики, успешно объясняющей свойства ядер и атома. Теория строения атома, созданная на этой основе, труднее поддается наглядной интерпретации по сравнению с теорией Бора. Вместо классического представления об электроне как о точечном заряде, занимающем в данный момент времени определенное положение на орбите вокруг ядра атома, в основе квантово-механической теории строения атома лежит идея о сферически симметричном электронном облаке, в центре которого находится ядро (см. Квантовая теория).

Согласно квантово-механической теории стационарные состояния электрона в атоме однозначно определяются так называемыми квантовыми числами, характеризующими полную энергию электрона в атоме (главное число), его орбитальный (орбитальное число) и магнитный (магнитное число) моменты и направление спина (спиновое число). Разные электроны в атоме должны иметь различные наборы из четырех квантовых чисел, то есть они не могут находиться в атоме в одинаковых состояниях (принцип Паули).

Принцип Паули определяет закономерности построения электронных оболочек. По мере увеличения числа электронов в атоме происходит заполнение все более удаленных от ядра электронных оболочек, соответствующих более высоким энергетическим уровням. Эти закономерности лежат в основе построения Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (см. Периодическая система химических элементов).

Химические свойства элементов проявляются при атомных столкновениях, ведущих к образованию молекул. При таких столкновениях происходит взаимодействие электронных оболочек атома, поэтому химические особенности атома определяются строением его электронной оболочки. Полное число электронов в электронных оболочках атома равно заряду атомного ядра.

Таким образом, химические свойства атома в конечном счете зависят от заряда атомного ядра, который равен порядковому номеру элемента в периодической системе. Этим объясняется также совпадение химических свойств разновидностей атома одного и того же элемента, называемых изотопами (см.). Ядра атома изотопов имеют равные заряды, но отличаются по массе из-за разного количества нейтронов в ядре.

Номер группы периодической системы, в которую входит элемент, равен числу электронов на последней оболочке атома. Элементы одной группы обладают сходными химическими свойствами. Отсюда следует, что химические свойства атома определяются электронами его самой внешней электронной оболочки. Эти электроны менее сильно связаны с ядром атома и легче участвуют во взаимодействиях электронных оболочек разных атомов. Они получили название валентных электронов. Их число определяет валентность элемента. Периодичность химических свойств элементов обусловлена тем, что число валентных электронов, в основном определяющих эти свойства, периодически повторяется по мере заполнения внешних оболочек атома.

Изменения свойств атомов ограничиваются перегруппировкой внешних электронов. После таких изменений атом сравнительно легко восстанавливает свои первоначальные свойства. Отсюда следует, что атомы представляют собой очень прочные системы, значительно более стойкие по отношению к различным химическим и физическим воздействиям, чем составленные из атомов молекулы. Эта устойчивость связана с устойчивостью атомных ядер. Для преобразования свойств атома необходимо изменение заряда его ядра и связанное с этим изменение его электронной оболочки.

Заряды ядер атомов элементов, встречающихся в природе, изменяются от 1 до 92, если в качестве единицы заряда принять заряд ядра простейшего атома — протона (см.). Массы атомов природных элементов находятся в диапазоне от 1 до 238, если в качестве единицы массы взять массу протона.

Читайте также  Что такое палеолит

Самым тяжелым атомом в природе является уран. Заряд ядра урана составляет 92. Это означает, что в ядре урана содержится 92 протона. Масса ядра атома урана, равная 238, заставляет предположить, что, кроме протонов, должны существовать еще другие составные части ядра, которые вносят вклад в его массу, не изменяя заряд. В ядре урана с массой 238 содержится только 92 протона. Поэтому остающиеся 146 эквивалентных протонных масс должны приходиться на долю других, электрически нейтральных составных частей атомного ядра. Длительное время продолжались поиски этих нейтральных частиц, пока в 1932 году их не открыл сотрудник Э. Резерфорда Чедвик (J. Chadwich). Новые частицы были названы нейтронами. Вскоре после открытия нейтрона (см.) советский ученый Д. Д. Иваненко предложил новую модель строения ядра атома.

Согласно этой модели ядра всех атомов состоят из протонов и нейтронов. Число протонов определяет заряд ядра и место элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева и называется атомным номером, а полное число протонов и нейтронов определяет его массу и называется массовым числом. По этой модели ядро атома элемента гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Сумма положительных зарядов ядра и число электронов в оболочке атома равны числу протонов — двум, масса всех протонов и нейтронов равна массовому числу элемента — четырем. Аналогично ядро лития содержит три протона, что определяет порядковый номер этого элемента в периодической системе, а сумма протонов и нейтронов равна шести, что соответствует массовому числу этого элемента.

Для частиц (протонов и нейтронов), входящих в состав атомного ядра, введено общее название — нуклоны. Массы протона и нейтрона отличаются незначительно, всего лишь на доли процента. Основные свойства этих частиц, кроме электрического заряда, почти одинаковы. Эти особенности позволяют рассматривать протон и нейтрон как два различных зарядовых состояния одной и той же частицы — нуклона. С этой точки зрения протон соответствует состоянию нуклона с зарядом + 1, нейтрон — состоянию нуклона с зарядом 0.

При определенных условиях возможны переходы нуклона из одного состояния в другое. Эти переходы приводят к существенному изменению структуры и свойств атомного ядра.

Взаимодействие между нуклонами в ядре носит особый характер. Сила взаимодействия между двумя ядерными частицами зависит не только от расстояния между ними, но и от скорости движения этих частиц относительно друг друга, а также от направления собственного вращения каждой из этих частиц. Вследствие особого характера сил, действующих между нуклонами в ядре, их назвали ядерными силами. Ядерные силы обладают свойствами, совершенно отличными от свойств сил гравитационного или электромагнитного происхождения. Помимо указанных выше особенностей, эти силы отличаются также большой степенью выраженности. Силы, действующие между нуклонами в ядрах, во много раз больше сил, действующих между орбитальными электронами атомов.

В отличие от гравитационных и электромагнитных сил, ядерные силы являются короткодействующими, то есть очень резко убывающими с увеличением расстояния. Ядерные силы обладают также свойством насыщения. Это означает, что нуклоны в ядре взаимодействуют только с ближайшими к ним нуклонами. Свойство насыщения ядерных сил проявляется в том, что плотность ядерного вещества оказывается примерно одинаковой для различных ядер.

Важнейшей особенностью ядерных сил является их так называемая зарядовая независимость. Установлено, что величина ядерных сил, в отличие от сил электромагнитного происхождения, не зависит от заряда взаимодействующих нуклонов. Ядерные силы между протоном и нейтроном те же, что и между двумя протонами или двумя нейтронами, если только эти частицы находятся в одинаковых условиях.

Указанные особенности ядерных сил позволяют объяснить строение атомных ядер.

Библиография: Бор Н. Три статьи о спектрах и строении атомов, пер. с нем., М., 1923; Борн М. Современная физика, пер. с нем., М., 1965; Бройль Л. Революция в физике, пер. с франц., М., 1963; Резерфорд Э. Строение атома и искусственное разложение элементов, пер. с англ., М.— Л., 1923; Шпольский Э. В. Атомная физика, т. 1, М., 1974.

Из чего состоят атомы?

На уроке физики многие проходили строение атома. С годами информация забывается, поэтому сложно вспомнить, о чём рассказывали в школе. При этом возникает интерес, что же собой представляет атом, ведь именно из него состоит всё материальное во Вселенной. Следует разобраться в его структуре и функциях, чтобы вникнуть в тему. Учёные дали однозначный ответ на вопрос, из чего состоят атомы.

Что такое атом?

В школьной программе сказано, что атом – это наименьшая частица любого химического элемента. Следовательно, он есть во всём, что окружает в мире. Не важно, идёт речь о неодушевлённом или одушевлённом объекте. Любой предмет на низших химических и физиологических слоях состоит из атомов. Другой вопрос, из чего состоит частица.

Размеры: атома, протона, кварка

Атомы – это элементы, входящие в состав молекулы. При этом они не самые маленькие во вселенной. Есть ещё кварки, о которых не принято рассказывать в школе и даже в высшем учебном заведении. Они меньше атомов, представляют собой химический элемент без внутренней структуры. По строению они значительно легче частей молекулы. Учёным удалось обнаружить 6 разновидностей кварков.

Строение атома

Во вселенной каждый предмет из чего-то состоит. Допустим, стул сделан из дерева, а оно из молекул. В состав молекул входят атомы. В них есть ядро, внутри которого нейтроны и протоны. Это приходилось слышать всем на уроках физики. Протоны представляют собой частицы с положительным зарядом. Нейтроны не имеют заряда. Вокруг ядра присутствует электрическое облако, внутри которого движутся электроны. Они же считаются отрицательно заряженными элементами. Количество протонов и электронов способно меняться.

Считается, что каждая из микрочастиц универсальна. В мире не удастся найти два разных электрона, протона или нейтрона. Они полностью похожи друг на друга. Свойства атома меняются в зависимости от количества частиц в составе.

Допустим, 1 атом водорода состоит из 1 электрона и 1 протона. Это простейший элемент. Атом гелия имеет в составе 2 нейтрона, 2 протона и 2 электрона. Его строение никогда не меняется. Атом лития создан из 4 нейтронов, 3 протонов и 3 электронов. Существуют и другие вещества, и учёные их отличают в зависимости от состава.

Атомы всегда соединяются молекулы, а те – в организмы, минералы. Следовательно, всё в этом мире сделано из мельчайших частиц. Допустим, молекула ДНК является основой всех живых организмов. Она сложная, но сделана из тех же ключевых элементов, что и неодушевлённые предметы. Стоит отметить, что любая плотная материя на 99% состоит из энергетических связей между вышеуказанными частицами. Оставшийся 1% – это физические формы.

Что говорят учёные и древние мыслители об атоме

За всё время было выдвинуто немало любопытных предположений об атоме. Можно выделить самые интересные из них.

Демокрит думал, что свойство объекта зависит от формы атома. Допустим, жидкость сделана из гладких атомов. То есть, по мнению древнегреческого философа, молоко и вода состоят из схожих частиц.

В 20 веке учёные предполагали, что атом напоминает планету. Связано это с тем, что у элемента, как и у Сатурна, есть кольца вокруг ядра. По ним перемещаются электроны. Хоть планета с атомами схожа, но теория получила опровержение.

Наиболее точной считалась модель Резерфорда-Бора. Учёный отмечал, что атом похож на ядро, которое имеет положительный заряд, а вокруг него движутся атомы. При этом современные деятели науки выяснили, что движение электронов хаотично, и они не имеют определённого направления.

Атом – это главная единица материи. Он состоит из протона, электрона и нейтрона. Они же построены из кварков. Атом является частью молекулы, которая присутствует во всех окружающих предметах и живых организмах. Учёные утверждают, что всё в мире – это всего лишь энергетическое состояние бесконечных полей, присутствующих в пространстве Вселенной.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Просто о химии. Атом.

Химия — наука о веществах. Эта наука исследует строение, свойства и превращения веществ.

Для того что бы понимать химические процессы необходимо подробно знать строение атома.

Атом – (от греческого atomos — неделимый) наименьшая частица химического элемента, носитель его свойств.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Ядро атома состоит из двух видов частиц: нейтронов, не имеющих заряда и положительно заряженных протонов, которые и определяют положительный заряд ядра.

Вокруг ядра атома вращаются отрицательно заряженные электроны, образующие электронное облако – совокупность всех электронов в атоме. О том, что такое электронное облако и электронное строение атома будет отдельная тема.

Число протонов равно числу электронов, поэтому атом – электронейтральная частица. Вспомните из школьного курса химии формулу: A = Z + N

Масса протонов и нейтронов приблизительно одинакова и равна

1,67 * 10^(-27) кг. Масса электрона, в свою очередь, примерно равна 9,11 * 10^(-31) кг, поэтому основная масса атома сосредоточена в ядре.

Рассмотрим основные параметры, характеризующие атом

Атомный номер (порядковый номер) Z – номер химического элемента, определяемый по периодической системе элементов. Атомный номер элемента показывает количество протонов и электронов в элементе.

Атомная масса, а точнее относительная атомная масса – масса атома, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.). Она определяется как отношение массы данного атома к 1/12 массы нейтрального изотопа углерода 12С.

К понятию атомная масса близко понятие массовое число А – сумма чисел протонов и нейтронов (нуклонов) атома. Но численно оно равно только для изотопа углерода 12С, для остальных элементов массовое число – целочисленное значение, а относительная атомная масса нет. Например: массовое число изотопа водорода равно 1, а относительная атомная масса 1,00794 (см картинку)

Читайте также  Что такое половой диморфизм

А что такое изотопы?

Изотоп — атомы одного элемента, имеющие одинаковый заряд ядра (следовательно, и количество электронов), но различное число нейтронов (следовательно, различные массовые числа). Например, элемент водород имеет семь изотопов, но наиболее всем известны и чаще всего встречаются из них три: 1Н протий, 2Н дейтерий и 3Н тритий.

Электронная формула (конфигурация) – порядок заполнения электронов по различным электронным оболочкам.

Думаю, что на это стоит остановиться, ибо все в одном посте не охватишь.

Следующие посты будут посвящены электронному строению атома, истории открытия атома и развитию представлений о его строении.

Дубликаты не найдены

Лучше дальше в глубь про элементарные частицы на понятном русском

очевидно же — изменение электропроводности происходит. это тебе кажется ухудшение, а им может быть так лучше, откуда нам знать

Про водород не знала. Спасибо.

Будете рассказывать про атомные орбитали, не ограничтесь d и f-орбиталями.

автор решил копировать учебник по химии?

Замечу — переписать и допустить кучу ошибок впоследствии непонимания прочитанного.

Но ведь доказано, что это коммунистические бредни.

В чем смысл? Это ведь даже баяном назвать нельзя. В любом учебнике, на любом обучающем химии сайте открыл и читаешь. Где так же кратко, где короче, где длиннее. Еще и коряво местами, чу.

Странно, атом неделимый, но он делится. Так может через Х-лет и частички атома начнем делить, а потом частички частичек. Вот будет весело через ХХХ-лет, когда на атоме будут жить наши разумные потомки и недоумевать почему же наша планета неделимая.

Оставили старое название, вот и все. Удивляться, почему атом называется атомом так же глупо, как если бы кто-то доказывал, что он таки не делится.

Почитайте про кварки)))

Кварки это как Шкварки, только в РФ. Их можно жарить, но никто не знает откуда они берутся

В чем мякотка-то?

«ЧТО ТАКОЕ РАДИАЦИЯ» и «КАКАЯ ОНА БЫВАЕТ»

Краткая и понятная справка для самых маленьких.

В сети (и не только) иногда попадаются люди, которые не знают даже самых простых вещей про радиацию. Специально для них объясняем. Да, очень вкратце. Да, НЕ совсем научно, а, может быть, даже и НЕ совсем точно, и вообще наивно и по-детски. Но зато очень просто и ясно. А если кому-то нужно больше и правильнее – пожалуйте в Гугл.

Сначала на всякий случай напоминаем. Как известно, вещества состоят из атомов, а атомы состоят из трёх видов частиц: протонов (положительно заряженные частицы), нейтронов (нейтральные частицы), электронов (отрицательно заряженные частицы). Из протонов и нейтронов сделано ядро атома. И тех, и других называют ещё нуклонами. А электроны (которые намного меньше по массе) роятся вокруг этого ядра по специальным «орбитам» (орбиталям). Этот «рой» (облако) электронов нас сейчас не интересует. Все самые захватывающие процессы происходят в ядре.

Собственно все элементы различаются лишь числом протонов и нейтронов. То есть, золото отличается от свинца всего лишь количеством этих частиц, и не более того. Например, в атоме «обычного» водорода – 1 протон и ни одного нейтрона. А в атоме, к примеру, «обычного» железа — 26 протонов и 30 нейтронов (если я сейчас ничего не путаю, впрочем, смысл ясен). Есть, однако, и «необычные» атомы. Например, (при том же числе протонов) нейтронов в атоме может быть больше, чем в большинстве «сородичей». В качестве примера приведём так называемый дейтерий – водород, в котором таки есть не только 1 протон, но и 1 нейтрон. Такие «вариации» называются изотопами. Так, дейтерий – это один из изотопов водорода.

Все эти нуклоны держатся (обычно) вместе и никуда на разлетаются. На это у них есть веские причины, называемые ядерными силами, из-за которых нуклоны притягиваются друг к другу. Строго говоря, само это явление рассматривается уже не в ядерной физике, а в физике элементарных частиц, в общем, просто поверьте, что оно есть. Помимо ядерных сил на нуклоны действуют некоторые другие силы, например, кулоновские силы отталкивания. У «обычных» стабильных изотопов притяжение нуклонов пересиливает всё остальное. И ничего интересного с такими ядрами не происходит. Однако, при некоторых условиях, например, если нейтронов получается «больше, чем нужно», или при некоторых других, могут начать происходить весьма любопытные явления. Именно это и отличает радиоактивные изотопы элементов от не радиоактивных.

Одним из таких любопытных явлений является альфа-распад. При альфа-распаде из ядра атома вылетают – кто бы мог подумать! – так называемые альфа-частицы. Они представляют собой два протона и два нейтрона (то, есть, по сути, это ядра гелия). Соответственно, в ядре остаётся меньшее число нуклонов, и данный атом становится уже атомом другого элемента. Альфа-частицы не могут улететь далеко от покинутого ядра, их пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, а в какой-нибудь там алюминий они могут проникнуть только на доли миллиметра, не говоря уже о чём-то более плотном. Альфа-частицы притягивают к себе часть электронов из окружающей среды, чтобы стать «полноценными» атомами гелия. Соответственно, при контакте с ними соседние атомы вещества часть своих электронов теряют и становятся так называемыми ионами. Ввиду маленькой проникающей способности, альфа-излучение в подавляющем большинстве случаев не представляет опасности для человека и прочих зверюшек, так как эти частицы не способны преодолеть даже верхний омертвевший слой кожи (даже если смогут на неё попасть сквозь окружающий воздух). Однако, вещества, в которых происходит альфа-распад, могут быть чрезвычайно опасны при попадании внутрь организма. Кстати говоря, радиоактивные вещества, попав в организм, могут весьма и весьма надолго там задержаться (а некоторые прям очень надолго), то есть, воздействие получится не только гораздо более сильным, но ещё и долгим (и вот это уже относится к изотопам с любым видам распада, а не только с альфа). Именно поэтому при нахождении в некоторых опасных зонах следует пользоваться защитной одеждой и противогазом.

Второе интересное явление, касающееся предмета нашего рассмотрения – бета-распад. Здесь процесс немного более сложный. Существует такая вещь как слабое взаимодействие (тут опять физика элементарных частиц). И вот это взаимодействие при бета-распаде превращает один из нейтронов атома в протон (или наоборот). При этом, в соответствии с определёнными законами, в ядре также «образуются» две частицы. В зависимости от вида бета-распада (отрицательный или положительный), это могут быть либо электрон и антинейтрино, либо позитрон и нейтрино. «Нейтрины» оставим в покое, нам они сейчас не нужны. А вот такие вылетающие из ядер электроны/позитроны – это и есть бета-частицы. Они способны ионизировать чьи-либо атомы, вызывать химические реакции и вообще делать всякие разные вещи. Их проникающая способность – на порядок больше, чем у альфа-частиц. Пробег в воздухе может исчисляться метрами. Эти малыши вполне способны проникать в кожу человека. Вещества с бета-распадом так же очень опасны при попадании вовнутрь (хотя действие бета-частиц на организм всё-таки намного слабее, чем альфа).

Третье явление. Да, правильно. Гамма-излучение. Если альфа- и бета- частицы – это «прямые» продукты того или иного распада, то с гамма-частицами всё иначе. Грубо говоря, это «побочный продукт», образующийся при каких-либо процессах. При тех же распадах, при ядерных реакциях и некоторых других. Представьте, что вы берёте мандарин и делите его на дольки. Помимо собственно долек, у вас в руках останутся ещё кусочки цедры. Вот так и тут. Пример очень примитивный и вообще некорректный, но зато ясный. Гамма-частицы представляют собой фотоны. Да, те самые, из которых состоит, в частности, видимое световое излучение (свет), но только с другими «параметрами». Гамма-частицы обладают очень высокой проникающей способностью и могут преодолевать, скажем, пятисантиметровый слой свинца. Взаимодействие с веществом может быть различным – ионизация, ядерный фотоэффект («выбивание» из ядра атома нуклонов) и прочее. По опасности для живых организмов гамма-частицы примерно эквивалентны бета, однако, как уже было сказано, проникают в вещества несоизмеримо глубже. Обычно, говоря о радиации как об опасном факторе, подразумевают именно гамма-излучение. Хотя этим словом можно назвать любое из перечисляемых здесь излучений.

Нейтронное излучение. Как несложно догадаться, это поток нейтронов. Фактически наблюдается не «само по себе», а только при ядерных реакциях (в реакторах или при тех самых ядерных взрывах). Вылетающие нейтроны различаются по своей энергии. В отличие от вышеперечисленных частиц, нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов и лучше поглощаются не тяжёлыми (плотными), а лёгкими атомами, скажем, бором. Так называемые «быстрые» нейтроны (с более высокой энергией) поглощаются вообще плохо, однако, могут быть «замедленны» с помощью, к примеру, водородосодержащих материалов (той же воды). Нейтроны могут «цепляться» к ядрам окружающих веществ, в результате чего эти ядра становятся радиоактивными и начинают сами испускать те или иные частицы (наведённая радиоактивность).

Существует также экзотическое протонное излучение и некоторые другие, но их рассмотрение уже выходит за рамки этого разговора.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: