Химия строения атома: Строение атома кратко и понятно (химия, 8 класс), электронно-графическая формула

Тем, какой состав имеет молекула. То есть какими атомами образована молекула, в каком количестве, какими связями соединены эти атомы. Все это определяет свойство молекулы, и соответственно свойство вещества, которое эти молекулы образуют.

Например, свойства воды: прозрачность, текучесть, способность вызывать ржавчину обусловлено именно наличием двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Поэтому прежде, чем приступить к изучению свойств молекул (то есть свойств веществ), нужно рассмотреть «кирпичики», которыми эти молекулы образованы. Разобраться в строении атома.

Атомы – это частицы, которые, соединяясь друг с другом, образуют молекулы.

Сам атом состоит из положительно заряженного ядра (+) и отрицательно заряженной электронной оболочки (-). В целом атом электронейтрален. То есть заряд ядра равен по модулю заряду электронной оболочки.

Ядро образовано следующими частицами:

• Протоны. Один протон несет заряд +1. Масса его равна 1 а.е.м (атомная единица массы). Эти частицы обязательно присутствуют в ядре.

• Нейтроны. Нейтрон не имеет заряда (заряд = 0). Масса его равна 1 а.е.м. Нейтронов может не быть в ядре. Это не обязательный компонент атомного ядра.

Таким образом за общий заряд ядра отвечают протоны. Поскольку один нейтрон имеет заряд +1, то заряд ядра равен числу протонов.

Электронная оболочка, как видно из названия образована частицами, которые называются электронами. Если сравнивать ядро атома с планетой, то электроны – это ее спутники. Вращаясь вокруг ядра (пока представим, что по орбитам, а на самом деле по орбиталям), они образуют электронную оболочку.

• Электрон – это очень маленькая частица. Ее масса на столько мала, что принимается за 0. А вот заряд у электрона -1. То есть по модулю равен заряду протона, отличается знаком. Поскольку один электрон несет заряд -1, то общий заряд электронной оболочки равен числу электронов в ней.

Одно важное следствие, раз атом – частица, не имеющая заряда (заряд ядра и заряд электронной оболочки равны по модулю, но противоположены по знаку), то есть электронейтральная, следовательно, число электронов в атоме равно числу протонов.

Атомы разных химических элементов отличаются друг от друга зарядом ядра (то есть числом протонов, и, следовательно, числом электронов).

Как узнать заряд ядра атома элемента? Гениальный отечественный химик Д. И. Менделеев, открыв периодический закон, и разработав таблицу, названную его именем, дал нам возможность сделать это. Его открытие забегало далеко вперед. Когда еще не было известно о строении атома, Менделеев расположил элементы в таблице в порядке возрастания заряда ядра.

То есть порядковый номер элемента в периодической системе – это заряд ядра атома данного элемента. Например, у кислорода порядковый номер 8, соответственно заряд ядра атома кислорода равен +8. Соответственно число протонов равно 8, и число электронов равно 8.

Именно электроны в электронной оболочке определяют химические свойства атома, но об этом чуть позже.

Один протон – это одна единица массы, один нейтрон – это тоже одна единица массы. Поэтому сумма нейтронов и протонов в ядре называется массовым числом. (Электроны на массу никак не влияют, так как мы пренебрегаем его массой и считаем ее равной нулю).

Атомная единица массы (а. е. м.) – специальная физическая величина для обозначения малых масс частиц, образующих атомы.

Все эти три атома – атомы одного химического элемента – водорода. Поскольку у них одинаковый заряд ядра.

Чем они будут отличаться? У этих атомов разные массовые числа (из-за разного числа нейтронов). У первого атома массовое число равно 1, у второго 2, у третьего 3.

Атомы одного элемента, различающиеся количеством нейтронов (и, следовательно, массовыми числами) называются изотопами.

У представленных изотопов водорода даже есть свои названия:

• Первый изотоп (с массовым числом 1) называется протий.
• Второй изотоп (с массовым числом 2) называется дейтерий.
• Третий изотоп (с массовым числом 3) называется тритий.

Ответ: у элемента есть несколько изотопов, они отличаются друг от друга массовыми числами. Поэтому атомная масса в периодической таблице – это среднее значение атомных масс всех изотопов элемента с учетом их встречаемости в природе. Эта масса, указанная в периодической системе, называется относительной атомной массой.

Для химических расчетов используются показатели именно такого «усредненного атома». Атомная масса округляется до целого.

Химические свойства атома определяются строением его электронной оболочки. Электроны вокруг ядра располагаются не абы как. Электроны локализуются на электронных орбиталях.

Электронная орбиталь – пространство вокруг атомного ядра, где вероятность нахождения электрона наибольшая.

У электрона есть один квантовый параметр, который называется спин. Если брать классическое определение из квантовой механики, то спин – это собственный момент импульса частицы. В упрощенном виде это можно представить, как направление вращения частицы вокруг своей оси.

Электрон – это частица с полуцелым спином, у электрона спин может быть либо +½ либо -½. Условно это можно представить, как вращение по часовой и против часовой.

На одной электронной орбитали могут находиться не более двух электронов с противоположенными спинами.

Общепринятым обозначением электронной обитали является клетка либо черточка. Электрон обозначается стрелкой: стрелка вверх ↑ – электрон с положительным спином +½, стрелка вниз ↓ – электрон с отрицательным спином -½.

Электрон, одинокий на орбитали называется неспаренным. Два электрона, располагающиеся на одной орбитали, называются спаренными.

Электронные орбитали подразделяются в зависимости от формы на четыре вида: s, p, d, f. Орбитали одинаковой формы формируют подуровень. Число орбиталей на подуровне определяется числом возможных вариантов расположения в пространстве.

1. s-орбиталь.

s-орбиталь имеет форму шара:

В пространстве s-орбиталь может располагаться только одним способом:

Поэтому s-подуровнь формируется только одной s-орбиталью.

2. р-орбиталь.

p-орбиталь имеет форму гантели:

В пространстве p-орбиталь может располагаться только тремя способами:

Поэтому p-подуровнь формируется тремя p-орбиталями.

3. d-орбиталь.

d-орбиталь имеет сложную форму:

В пространстве d-орбиталь может располагаться пятью разными способами. Поэтому d-подуровнь формируется пятью d-орбиталями.

4. f-орбиталь

f-орбиталь имеет еще более сложную форму. В пространстве f-орбиталь может располагаться семью разными способами. Поэтому f-подуровнь формируется семью f-орбиталями.

Электронная оболочка атома похожа на слоеное кондитерское изделие. В нем тоже есть слои. Электроны, находящиеся на разных слоях, имеют разную энергию: на слоях ближе ядру – меньше, на удаленных от ядра – бо̀льшую. Слои эти называются энергетическими уровнями.

Первый энергетический уровень имеет только s-подуровень:

На втором энергетическом уровне есть s-подуровень и появляется p-подуровень:

На третьем энергетическом уровне есть s-подуровень, p-подуровень и появляется d-подуровень:

На четвертом энергетическом уровне, в принципе, прибавляется f-подуровень. Но в школьном курсе f-орбитали не заполняются, поэтому мы можем не изображать f-подуровень:

Число энергетических уровней в атоме элемента равно номеру периода. При заполнении электронных орбиталей нужно следовать следующим принципам:

1. Каждый электрон старается занять в атоме то положение, где его энергия будет минимальной. То есть сначала идет заполнение первого энергетического уровня, потом второго и так далее.

Для описания строения электронной оболочки так же используется электронная формула. Электронная формула – это краткая запись в одну строку распределения электронов по подуровням.

2. На подуровне сначала каждый электрон заполняет свободную орбиталь. И каждый имеет спин +½ (стрелка вверх).

И только после того как на каждой орбитали подуровня будет по одному электрону, следующий электрон становится спаренным – то есть занимает орбиталь, на которой уже есть электрон:

3. d-подуровень заполняется по-особому.

Дело в том, что энергия d-подуровня выше, чем энергия s-подуровня СЛЕДУЮЩЕГО энергетического слоя. А как мы знаем, электрон старается занять то положение в атоме, где его энергия будет минимальной.

Поэтому после заполнения 3p-подуровня, заполняется сначала 4s-подуровень, после чего заполняется 3d-подуровень.

И только после того как 3d-подуровень заполнен полностью, заполняется 4p-подуровень.

Так же и с 4 энергетическим уровнем. После заполнения 4p-подуровня, следующим заполняется 5s-подуровень, после него 4d-подуровень. И после него только 5p.

4. И есть еще один момент, одно правило касаемо заполнения d-подуровня.

То происходит явление, называемое провалом. При провале один электрон с s-подуровня следующего энергетического уровня, в прямом смысле проваливается на d-электрон.

Атомы, электронные конфигурации которых мы сейчас строили, называются атомами в основнóм состоянии. То есть, это обычное, естественное, если угодно, состояние.

Когда атом получает энергию извне, может произойти возбуждение.

Возбуждение – это переход спаренного электрона на пустую орбиталь, в пределах внешнего энергетического уровня.

Например, у атома углерода:

Возбуждение характерно для многих атомов. Это необходимо помнить, потому как возбуждение определяет способность атомов связываться друг с другом. Главное помнить условие, при котором может произойти возбуждение: спаренный электрон и пустая орбиталь на внешнем энергетическом уровне.

Есть атомы, у которых несколько возбужденных состояний:

Ионы – это частицы, в которые превращаются атомы и молекулы, приобретая или теряя электроны. Эти частицы имеют заряд, так как у них либо «не хватает» электронов, либо их избыток. Положительно заряженные ионы называются катионами, отрицательные – анионами.

Атом хлора (не имеет заряда) приобретает электрон. У электрона заряд 1- (один минус), соответственно образуется частица, имеющая избыточный отрицательный заряд.  Анион хлора:

Cl⁰ + 1e → Cl^–

Атом лития (тоже не имеющий заряда) теряет электрон. У электрона заряд 1+ (один плюс), образуется частица, с недостатком отрицательного заряда, то есть заряд у нее положительный. Катион лития:

Li⁰ – 1e → Li⁺

Превращаясь в ионы, атомы приобретают такую конфигурация, что внешний энергетический уровень становится «красивым», то есть полностью заполненным. Такая конфигурация наиболее термодинамически стабильная, поэтому атомам есть резон превращаться в ионы.

И поэтому атомы элементов VIII-A группы (восьмой группы главной подгруппы), как сказано в следующем параграфе это благородные газы, такие химически малоактивны. У них в основном состоянии такое строение: внешний энергетический уровень полностью заполнен. Другие атомы, как бы стремятся приобрести конфигурацию этих самых благородных газов, поэтому и превращаются в ионы и образуют химические связи.

Строение атома реферат по химии

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОТНОШЕНИЙ (УНИВЕРСИТЕТ) МИД РФ РЕФЕРАТ на тему “СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА” студента 12-ой ак. группы 2-ого курса фак-та МИ Козловского А.А. Научный руководитель: проф. Иванов-Шиц А.К. Москва – 1997 СОДЕРЖАНИЕ: 1. Зарождение теории строения вещества 2 2. Атомистическая теория Дальтона 4 3. Катодные лучи и электроны 6 4. Ядерная модель строения атомов 9 5. Состав атомных ядер 11 6. Изотопы 14 7. Электронные оболочки атомов. Теория Бора 17 8. Квантовая (волновая) механика. Характеристика поведения электронов в атомах 22 Список использованной литературы 25 сведения о том, как химические вещества реагируют друг с другом, и разрабатывались более количественные методы изучения химических реакций. Это подготовило почву для новых, более содержательных формулировок в рамках атомистической теории. 2. Атомистическая теория Дальтона Джон Дальтон (1766 – 1844) большую часть своей жизни преподавал в школе и колледже в Манчестере. Возможно потому, что сам Дальтон не был химиком, он подошел к ее проблемам с иных позиций, чем химики его времени. Его атомистическая теория, опубликованная в период 1803-1807 гг., прочно основывалась на экспериментальных наблюдениях. Она оказалась столь успешной, что с этого времени заняла господствующее положение в науке и почти не потребовала дальнейшего пересмотра. Основные постулаты теории Дальтона заключались в следующем: Каждый элемент состоит из чрезвычайно мелких частиц, называемых атомами. 2. Все атомы одного элемента одинаковы. 3. Атомы различных элементов обладают разными свойствами, в том числе имеют разные массы. 4. Атомы одного элемента не превращаются в атомы других элементов в результате химических реакций; атомы не создаются и не разрушаются в химических реакциях. 5. Соединения образуются в результате комбинации атомов двух или нескольких элементов. 6. В данном соединении относительные количества атомов разных сортов и сорта этих атомов всегда постоянны. Теория Дальтона позволяет мысленно нарисовать картину строения материи. Мы представляем себе элемент состоящим из мельчайших частиц, называемых атомами. Атомы являются основными структурными единицами материи, это мельчайшие частицы элемента, которые могут соединяться с другими элементами. Соединения состоят из атомов двух или нескольких элементов, образующих определенные сочетания друг с другом. 3. Катодные лучи и электроны До конца XIX века в химии господствовало метафизическое убеждение, что атом есть наименьшая частица простого вещества, последний предел делимости материи. Дальтон и его современники рассматривали атом как неделимый объект. Считалось, что при всех химических превращениях разрушаются и вновь создаются только молекулы, атомы же остаются неизменными и не могут дробиться на более мелкие части. Но все эти предположения в то время еще не могли быть подтверждены какими-либо экспериментальными данными. Лишь в конце XIX века были сделаны открытия, показавшие сложность строения атома и возможность превращения при известных условиях одних атомов в другие. На основе этих открытий начало быстро развиваться учение о строении атома. Первые указания на сложную структуру атомов были получены при изучении катодных (исходящих от отрицательно заряженного электрода, или катода) лучей, возникающих при электрическом разряде в сильно разреженных газах. Для наблюдения этих лучей из стеклянной трубки, в которую впаяны два металлических электрода, выкачивается по возможности весь воздух и затем пропускается сквозь нее ток высокого напряжения (порядка 1000 вольт). При таких условиях от катода трубки перпендикулярно к его поверхности распространяются “невидимые” катодные лучи, вызывающие яркое зеленое свечение в том месте, электронов и были определены величина заряда и масса электрона. Факт выделения электронов самыми разнообразными веществами приводил к выводу, что электроны входят в состав всех атомов. Но атом в целом электрически нейтрален, следовательно, он должен содержать в себе еще другую составную часть, заряженную положительно, причем ее заряд должен уравновешивать сумму отрицательных зарядов электронов. Эта положительно заряженная часть атома была открыта в 1911 г. Эрнестом Резерфордом (1871-1937). Резерфорд предложил следующую схему строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электроны. Возникающая при их вращении центробежная сила уравновешивается притяжением между ядром и электронами, вследствие чего они остаются на определенных расстояниях от ядра. Суммарный отрицательный заряд электронов численно равен положительному заряду ядра, так что атом в целом электронейтрален. Так как масса электронов ничтожно мала, то почти вся масса атома сосредоточена в его ядре. Наоборот, размер ядер чрезвычайно мал даже по сравнению с размером самих атомов: диаметр атома – величина порядка 10 см, а диаметр ядра – порядка 10 – 10 см. Отсюда ясно, что на долю ядра и электронов, число которых, как увидим дальше, сравнительно невелико, приходится лишь ничтожная часть всего пространства, занятого атомной системой. 5. Состав атомных ядер Таким образом, открытия Резерфорда положили начало ядерной теории атома. Со времен Резерфорда физики узнали еще очень многие подробности о строении атомного ядра. Самым легким атомом является атом водорода (Н). Поскольку почти вся масса атома сосредоточена в ядре, естественно было бы предположить, что ядро атома водорода представляет собой элементарную частицу положительного электричества, которая была названа протоном от греческого слова “протос”, что означает “первый”. Таким образом, протон обладает массой, практически равной массе атома водорода (точно 1,00728 углеродных единиц) и электрическим зарядом, равным +1 (если за единицу отрицательного электричества принять заряд электрона, равный -1,602*10 Кл). Атомы других, более тяжелых элементов содержат ядра, обладающие большим зарядом и, очевидно, большей массой. Измерения заряда ядер атомов показали, что заряд ядра атома в указанных условных единицах численно равен атомному, или порядковому, номеру элемента. Однако невозможно было допустить, так как последние, будучи одноименно заряженными, неизбежно отталкивались бы друг от друга и, следовательно, такие ядра оказались бы неустойчивыми. К тому же масса атомных ядер оказалась больше суммарной массы протонов, обуславливающих заряд ядер атомов соответствующих элементов, в два раза и более. Тогда было сделано предположение, что ядра атомов содержат протоны в числе, превышающем атомный номер элемента, а создающийся таким образом четверти существующих в природе атомов хлора имеют массу 35, а одна четверть – 37. Таким образом, существующие в природе элементы состоят из смеси атомов, имеющих разные массы, но, очевидно, одинаковые химические свойства, т. е. существуют разновидности атомов одного элемента с разными и притом целочисленными массами. Ф. Астону удалось разделить такие смеси на составные части, которые были названы изотопами (от греческих слов “изос” и “топос”, что означает “одинаковый” и “место” (здесь имеется в виду, что разные изотопы одного элемента занимают одно место в периодической системе)). С точки зрения протонно-нейтронной теории, изотопами называются разновидности элементов, ядра атомов которых содержат различное число нейтронов, но одинаковое число протонов. Химическая природа элемента обусловлена числом протонов в атомном ядре, которому равно и число электронов в оболочке атома. Изменение же числа нейтронов (при неизменном числе протонов) не сказывается на химических свойствах атома. Все это дает возможность сформулировать понятие химического элемента как вида атомов, характеризующихся определенным зарядом ядра. Среди изотопов различных элементов были найдены такие, которые содержат в ядре при разном числе протонов одинаковое общее число нуклонов, то есть атомы которых обладают одинаковой массой. Такие изотопы были названы изобарами (от греческого слова “барос”, что означает “вес”). Различная химическая природа изобаров убедительно подтверждает то, что природа элемента обуславливается не массой его атома. Для различных изотопов применяются названия и символы самих элементов с указанием массового числа, которое следует за названием элемента или обозначается в виде индекса вверху слева от символа, например : хлор – 35 или Cl. Различные изотопы отличаются друг от друга устойчивостью. 26 элементов имеют лишь по одному устойчивому изотопу – такие элементы называются моноизотопными (они характеризуются преимущественно нечетными атомными номерами), и атомные массы их приблизительно равны целым числам. У 55 элементов имеется по несколько устойчивых изотопов – они называются полиизотопными (большое число изотопов характерно преимущественно для элементов с четными номерами). У остальных элементов известны только неустойчивые, радиоактивные изотопы. Это все тяжелые элементы, начиная с элемента №84 (полоний), а из относительно легких – №43 (технеций) и №61 (прометий). Однако радиоактивные изотопы некоторых элементов относительно устойчивы (характеризуются большим периодом полураспада), и поэтому эти элементы, например торий, уран, встречаются в природе. В большинстве же радиоактивные изотопы получают искусственно, в том числе и многочисленные радиоактивные изотопы устойчивых элементов. 7. Электронные оболочки атомов. Теория Бора. По теории Резерфорда, каждый электрон вращается вокруг ядра, причем сила притяжения ядра уравновешивается центробежной силой, возникающей при вращении электрона. Вращение электрона совершенно аналогично его быстрым колебаниям и должно вызвать испускание электромагнитных волн. Поэтому можно предположить, что вращающийся электрон излучает свет определенной длины волны, зависящий от частоты обращения электрона по орбите. Но, излучая свет, электрон теряет часть своей энергии, вследствие чего нарушается равновесие между ним и ядром. Для восстановления равновесия электрон должен постепенно передвигаться ближе к ядру, причем так же постепенно будет изменяться частота обращения электрона и характер испускаемого им света. В конце концов, исчерпав всю энергию, электрон должен квантов. Эти орбиты получили название устойчивых, стационарных или квантовых орбит. Когда электрон движется по одной из возможных для него устойчивых орбит, то он не излучает электромагнитной энергии. Переход электрона с удаленной орбиты на более близкую сопровождается потерей энергии. Потерянная атомом при каждом переходе энергия превращается в один квант лучистой энергии. Частота излучаемого при этом света определяется радиусами тех двух орбит, между которыми совершается переход электрона. Обозначив запас энергии атома при положении электрона на более удаленной от ядра орбите через Е F 0E D, а на более близкой через Е F 0E A и разделив потерянную атомом энергию Е F 0E D – Е F 0E A на постоянную Планка, получим искомую частоту: = (Е F 0E D – Е F 0E A ) / h Чем больше расстояние от орбиты, на которой находится электрон, до той, на которую он переходит, тем больше частота излучения. Простейшим из атомов является атом водорода, вокруг ядра которого вращается только один электрон. Исходя из приведенных постулатов, Бор рассчитал радиусы возможных орбит для этого электрона и нашел, что они относятся, как квадраты натуральных чисел: 1 : 2 : 3 : …: n . Величина n получила название главного квантового числа. В дальнейшем теория Бора была распространена и на атомную структуру других элементов, хотя это было связано с некоторыми трудностями из-за ее новизны. Она позволила разрешить очень важный вопрос о расположении электронов в атомах различных элементов и установить зависимость свойств элементов от строения электронных оболочек их атомов. В настоящее время разработаны схемы строения атомов всех химических элементов. Однако надо иметь в виду, что все эти схемы – это лишь более или менее достоверная гипотеза, позволяющая объяснить многие физические и химические свойства элементов. Как было уже сказано раньше, число электронов, вращающихся вокруг ядра атома, соответствует порядковому номеру элемента в периодической системе. Электроны расположены по слоям, т.е. каждому слою принадлежит определенное заполняющее или как бы насыщающее его число электронов. Электроны одного и того же слоя характеризуются почти одинаковым запасом энергии, т.е. находятся примерно на одинаковом энергетическом уровне. Вся оболочка атома распадается на несколько энергетических уровней. Электроны каждого следующего слоя находятся на более высоком энергетическом уровне, чем электроны предыдущего слоя. Наибольшее число электронов N, имеющих возможность находиться на данном энергетическом уровне, равно удвоенному квадрату номера слоя: N=2n где n – номер слоя. Таким образом на 1-2, на 2-8, на 3-18 и т.д. Кроме того, установлено, что число электронов в наружном слое для всех элементов, кроме палладия, не превышает восьми, а в предпоследнем – восемнадцати. Электроны наружного слоя, как наиболее удаленные от ядра и, следовательно, наименее прочно связанные с ядром, могут отрываться от атома и присоединяться к другим атомам, входя в состав наружного слоя последних. Атомы, лишившиеся одного или нескольких электронов, становятся положительно заряженными, так как заряд ядра атома превышает сумму зарядов оставшихся электронов. Наоборот, атомы, присоединившие электроны становятся отрицательно заряженными. Образующиеся таким путем заряженные частицы, качественно отличные от соответствующих атомов, называются ионами. Многие ионы в свою очередь могут терять или присоединять электроны, превращаясь при орбиталей. Энергетические подуровни обозначаются следующим образом: 0 1 2 3 s p d f 3) Магнитное квантовое число m определяет положение плоскости орбиты электрона в пространстве или, в соответствии с представлениями волновой механики, то направление, в котором вытянуто электронное облако. Может принимать целые значения от -l до l (включая 0), всего (2*l+1) значений. Число значений m определяет число орбиталей данного (s-, p-, d-, f- типа). 4) Спиновое квантовое число s определяет направление вращения электрона, может принимать только два значения: 1/2 и -1/2. Изучению распределения электронов в атомах уделяется большое внимание, так как поведение атомов в химических реакциях в значительной мере зависит от того, насколько прочно их электроны удерживаются на своих орбиталях. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 1. Бердоносов С.С. “Химия” М., 1994. 2. Браун Т., Лемей Г.Ю. “Химия – в центре наук”, часть 1, М., 1983. 3. “Введение в общую химию”. Под редакцией проф. Г. П. Лучинского. M., 1980. 4. Глинка Н.Л. Общая химия Л., 1985. 5. Г. П. Лучинский “Курс химии”. М., 1985.

Первоначальные сведения о строении атомов. Химические элементы

Все вещества образованы мельчайшими частицами, которые называются атомами.

Атомы имеют сложное строение.

В центре любого атома находится ядро. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые имеют общее название — нуклоны (от англ. nucleus — ядро).

Протон — это частица, которая имеет положительный заряд. Заряд протона в условных единицах равен +1. Символ протона – ₁р.

Нейтрон — нейтральная частица, заряд нейтрона равен 0. Символ нейтрона — _оn.

Ядра атомов имеют положительный заряд, так как состоят из протонов с положительным зарядом и нейтральных нейтронов.

Вокруг ядра движутся электроны, которые имеют отрицательный заряд. Заряд электрона в условных единицах равен -1. Символ электрона – ē.

Протоны, нейтроны и электроны называются элементарными частицами.

Любой атом содержит равное число протонов и электронов, поэтому сумма положительных зарядов в атоме равна сумме отрицательных зарядов. Следовательно, атомы являются электронейтральными частицами.

Ядра различных атомов содержат разное число протонов и нейтронов.

Главной характеристикой любого атома является заряд ядра, который обозначается буквой Z и равен числу протонов.

Вид атомов с одинаковым зарядом ядер называется химическим элементом.

Каждый элемент имеет свое название и свой символ (знак).

В настоящее время известно более 100 химических элементов. Среди них есть элементы, которые встречаются в природе (примерно 90), и элементы, которые получают искусственным путем (около 20).

Каждый элемент имеет свое название и свой символ (химический знак). Символы элементов состоят из одной или двух букв латинского названия элементов и являются интернациональными. Названия элементов в каждом языке различны.

Например, элемент с русским названием водород имеет символ Н (читается «аш»), который является первой буквой латинского названия этого элемента — Hydrogenium. Элемент с русским названием хлор имеет символ Сl (читается «хлор»), который образован первой и третьей буквами латинского названия — Chlorum.

В данной таблице содержатся русские и латинские названия важнейших химических элементов, их символы и произношение символов в химических формулах.

Рассмотрим примеры произношения символов в химических формулах:

Н₂О — «аш-два-о»

Ca₃(PO₄)₂ — «кальций-три-пэ-о-четыре-дважды»

NaCl — «натрий-хлор»

Al₂(SO₄)₃— «алюминий-два-эс-о-четыре-трижды»

AgNO₃ — «аргентум-эн-о-три»

Все химические элементы делятся на металлы и неметаллы. Причиной этого деления являются различия в строении атомов. Они будут рассматриваться при изучении соответствующей темы. Однако уже сейчас следует запомнить, какие элементы относятся к металлам и какие — к неметаллам.

Распространенность различных химических элементов в природе неодинаковая.

В земной коре наиболее распространенными элементами являются: кислород О (= 49%), кремний Si(= 27%), алюминий Al(= 8%), железо Fe(= 5%), кальций Са, натрий— Na, калий K, магний Mg, титан Ti, водород Н. Эти десять элементов составляют более 99% массы земной коры. Важнейшими элементами морской воды являются О, Н, Na, Cl, а живого вещества — О, С и Н.

Атомная теория – Введение в химию – 1-е канадское издание

1. Изложите современную атомную теорию.
2. Узнайте, как устроены атомы.

Наименьший кусок элемента, который поддерживает идентичность этого элемента, называется атомом. Отдельные атомы чрезвычайно малы. Чтобы построить линию длиной 1 см, потребуется около пятидесяти миллионов атомов подряд. Точка в конце печатного предложения состоит из нескольких миллионов атомов. Атомы настолько малы, что трудно поверить, что вся материя состоит из атомов, но это так.

Представление о том, что атомы играют фундаментальную роль в химии, формализовано современной атомной теорией, впервые изложенной английским ученым Джоном Далтоном в 1808 году. Она состоит из трех частей:

1. Вся материя состоит из атомов.
2. Атомы одного и того же элемента одинаковы; атомы разных элементов разные.
3. Атомы объединяются в целочисленных отношениях с образованием соединений.

Эти концепции составляют основу химии.

Хотя слово атом происходит от греческого слова, означающего «неделимый», теперь мы понимаем, что сами атомы состоят из более мелких частей, называемых субатомными частицами .Первым был обнаружен электрон, крошечная субатомная частица с отрицательным зарядом. Его часто обозначают как e ^– , с правым надстрочным индексом, показывающим отрицательный заряд. Позже были обнаружены две более крупные частицы. Протон – более массивная (но все же крошечная) субатомная частица с положительным зарядом, представленная как p ⁺ . Нейтрон – это субатомная частица с массой примерно такой же, как у протона, но без заряда. Он представлен либо как n, либо как n ⁰ .Теперь мы знаем, что все атомы всех элементов состоят из электронов, протонов и (за одним исключением) нейтронов. Таблица 3.7 «Свойства трех субатомных частиц» суммирует свойства этих трех субатомных частиц.

Как эти частицы расположены в атомах? Они не расположены случайным образом. Эксперименты Эрнеста Резерфорда в Англии в 1910-х годах указали на ядерную модель атома.Относительно массивные протоны и нейтроны собираются в центре атома, в области, называемой ядром атома (множество ядер , ). Электроны находятся вне ядра и проводят время, вращаясь в космосе вокруг ядра. (См. Рисунок 3.4 «Структура атома».)

Современная атомная теория утверждает, что атомы одного элемента одинаковы, а атомы разных элементов различны.Что отличает атомы разных элементов? Фундаментальной характеристикой, которой обладают все атомы одного и того же элемента, является число протонов . Все атомы водорода имеют в ядре один и только один протон; все атомы железа имеют в ядре 26 протонов. Это количество протонов настолько важно для идентичности атома, что его называют атомным номером элемента. Таким образом, атомный номер водорода равен 1, а атомный номер железа – 26. Каждый элемент имеет свой собственный характерный атомный номер.

Однако атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов. Атомы одного и того же элемента (то есть атомы с одинаковым числом протонов) с разным числом нейтронов называются изотопами. Большинство природных элементов существуют в виде изотопов. Например, большинство атомов водорода имеют в своем ядре единственный протон. Однако небольшое количество (примерно один из миллиона) атомов водорода имеет в своих ядрах протон и нейтрон. Этот конкретный изотоп водорода называется дейтерий.Очень редкая форма водорода имеет в ядре один протон и два нейтрона; этот изотоп водорода называется тритием. Сумма количества протонов и нейтронов в ядре называется массовым числом изотопа.

У нейтральных атомов такое же количество электронов, как и у протонов, поэтому их общий заряд равен нулю. Однако, как мы увидим позже, так будет не всегда.

1. Наиболее распространенные атомы углерода содержат шесть протонов и шесть нейтронов в своих ядрах.Каковы атомный номер и массовое число этих атомов углерода?
2. Изотоп урана имеет атомный номер 92 и массовое число 235. Каково количество протонов и нейтронов в ядре этого атома?

Решения

1. Если в ядре атома углерода шесть протонов, его атомный номер равен 6. Если у него также шесть нейтронов в ядре, то массовое число равно 6 + 6, или 12.
2. Если атомный номер урана 92, то это количество протонов в ядре.Поскольку массовое число равно 235, то количество нейтронов в ядре равно 235 – 92, или 143.

Число протонов в ядре атома олова – 50, а число нейтронов в ядре – 68. Каковы атомный номер и массовое число этого изотопа?

Ответ

Атомный номер = 50, массовое число = 118

Обращаясь к атому, мы просто используем название элемента: термин натрия относится к элементу, а также к атому натрия.Но постоянно использовать имя элемента может быть неудобно. Вместо этого химия определяет символ для каждого элемента. Атомарный символ – это одно- или двухбуквенное сокращение имени элемента. По соглашению первая буква символа элемента всегда заглавная, а вторая буква (если есть) – строчная. Таким образом, символ водорода – H, символ натрия – Na, а символ никеля – Ni. Большинство символов происходит от английского названия элемента, хотя некоторые символы происходят от латинского названия элемента.(Символ натрия Na происходит от его латинского названия natrium .) В таблице 3.8 «Названия и символы общих элементов» перечислены некоторые общие элементы и их символы. Вам следует запомнить символы в Таблице 3.8 «Имена и символы общих элементов», так как именно так мы будем представлять элементы в химии.

Элементы сгруппированы вместе в специальной таблице, называемой периодической таблицей.Простая периодическая таблица показана на рисунке 3.5 «Простая периодическая таблица», а более обширная представлена ​​в «Приложении A: Периодическая таблица элементов». Элементы в периодической таблице перечислены в порядке возрастания атомного номера. Периодическая таблица имеет особую форму, которая станет для нас важной, когда мы рассмотрим организацию электронов в атомах (см. Главу 8 «Электронная структура»). Одно немедленное использование таблицы Менделеева помогает нам идентифицировать металлы и неметаллы. Неметаллы находятся в правом верхнем углу таблицы Менделеева, на одной стороне жирной линии, разделяющей правую часть таблицы.Все остальные элементы – металлы.

Есть простой способ представить изотопы с помощью атомных символов. Используем конструкцию:

, где X – это символ элемента, A – массовое число, а Z – атомный номер. Таким образом, для изотопа углерода, который имеет 6 протонов и 6 нейтронов, символ будет:

, где C – символ элемента, 6 – атомный номер, а 12 – массовое число.

1. Какой символ у изотопа урана с атомным номером 92 и массовым числом 235?
2. Сколько протонов и нейтронов внутри?

Решения

1. Обозначение этого изотопа.
2. В этом атоме железа 26 протонов и 56 – 26 = 30 нейтронов.

Сколько протонов внутри?

Ответ

11 протонов

Также принято указывать массовое число после названия элемента, чтобы указать на конкретный изотоп. Углерод-12 представляет собой изотоп углерода с 6 протонами и 6 нейтронами, а уран-238 представляет собой изотоп урана с 146 нейтронами.

• Химия основана на современной атомной теории, которая утверждает, что вся материя состоит из атомов.
• Сами атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов.
• Каждый элемент имеет свой атомный номер, равный количеству протонов в его ядре.
• Изотопы элемента содержат разное количество нейтронов.
• Элементы представлены атомным символом.
• Периодическая таблица – это таблица, в которой упорядочены все элементы.

Атрибуция в СМИ

Упражнения

Что такое атом? – Определение с сайта WhatIs.com

Атом – это частица материи, которая однозначно определяет химический элемент. Атом состоит из центрального ядра, которое обычно окружено одним или несколькими электронами. Каждый электрон заряжен отрицательно. Ядро заряжено положительно и содержит одну или несколько относительно тяжелых частиц, известных как протонов и нейтронов .

Протон заряжен положительно. Число протонов в ядре атома – это атомный номер для химического элемента . Протон имеет массу покоя, обозначенную m _p , приблизительно 1,673 x 10 ^-27 килограмм (кг). Нейтрон электрически нейтрален и имеет массу покоя, обозначенную m _n , приблизительно 1,675 x 10 ^-27 кг. Масса протона или нейтрона увеличивается, когда частица достигает экстремальной скорости, например, в циклотроне или линейном ускорителе.

Ранняя модель атома была разработана физиком Эрнестом Резерфордом в 1912 году. Он был первым, кто предположил, что атомы подобны миниатюрным солнечным системам, за исключением того, что сила притяжения вызывается не гравитацией, а противоположными электрическими зарядами. В так называемом атоме Резерфорда электроны вращаются вокруг ядра по круговым траекториям. Нильс Бор пересмотрел теорию Резерфорда в 1913 году. В атоме Бора () отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг ядра на определенных средних расстояниях.Эти расстояния представлены сферами, называемыми оболочками , окружающими ядро. Электроны могут переходить от оболочки к оболочке. Когда электрон поглощает достаточно энергии, он перемещается в большую или более высокую оболочку. Когда он теряет определенное количество энергии, он падает на меньшую или более низкую оболочку.

Полная масса атома, включая протоны, нейтроны и электроны, равна атомной массе или атомной массе . Электроны составляют лишь крошечную часть этой массы.Для большинства практических целей атомный вес можно представить как количество протонов плюс количество нейтронов. Поскольку количество нейтронов в атоме может варьироваться, для большинства элементов может быть несколько различных атомных весов.

Атомы, имеющие одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов, представляют один и тот же элемент, но известны как разные изотопы этого элемента. Изотоп для элемента определяется суммой количества протонов и нейтронов.Примерами различных изотопов элемента являются углерод 12 (наиболее распространенный нерадиоактивный изотоп углерода) и углерод 14 (менее распространенный радиоактивный изотоп углерода).

Протоны и электроны имеют равный и противоположный заряд, и обычно в анатоме их обоих одинаковое количество. Таким образом, атомы обычно нейтральны. Ион – это атом с лишними электронами или с недостатком электронов, в результате чего он электрически заряжен. Ион с дополнительными электронами заряжен отрицательно и называется анионом ; Ион с дефицитом электронов заряжен положительно и называется катионом .

3.1: Теория атома – Chemistry LibreTexts

Цели обучения

• Изложите современную атомную теорию.
• Узнайте, как устроены атомы.

Наименьший кусок элемента, который поддерживает идентичность этого элемента, называется атомом. Отдельные атомы чрезвычайно малы. Чтобы построить линию длиной 1 см, потребуется около пятидесяти миллионов атомов подряд. Точка в конце печатного предложения состоит из нескольких миллионов атомов.Атомы настолько малы, что трудно поверить, что вся материя состоит из атомов, но это так.

Представление о том, что атомы играют фундаментальную роль в химии, формализовано современной атомной теорией, впервые изложенной английским ученым Джоном Далтоном в 1808 году. Она состоит из трех частей:

1. Вся материя состоит из атомов.
2. Атомы одного и того же элемента одинаковы; атомы разных элементов разные.
3. Атомы объединяются в целочисленных отношениях с образованием соединений.

Эти концепции составляют основу химии. Хотя слово атом происходит от греческого слова, которое означает «неделимый», теперь мы понимаем, что сами атомы состоят из более мелких частей, называемых субатомными частицами . Первым был обнаружен электрон, крошечная субатомная частица с отрицательным зарядом. Его часто обозначают как e ^– , с правым надстрочным индексом, показывающим отрицательный заряд. Позже были обнаружены две более крупные частицы.Протон – более массивная (но все же крошечная) субатомная частица с положительным зарядом, представленная как p ⁺ . Нейтрон – это субатомная частица с массой примерно такой же, как у протона, но без заряда. Он представлен либо как n, либо как n ⁰ . Теперь мы знаем, что все атомы всех элементов состоят из электронов, протонов и (за одним исключением) нейтронов. Таблица \ (\ PageIndex {1} \) суммирует свойства этих трех субатомных частиц.

Как эти частицы расположены в атомах? Они не расположены случайным образом. Эксперименты Эрнеста Резерфорда в Англии в 1910-х годах указали на ядерную модель с атомами, в которой протоны и нейтроны находятся в центральном ядре, а электроны находятся на орбите вокруг ядра. Относительно массивные протоны и нейтроны собираются в центре атома, в области, называемой ядром атома (множество ядер , ).Электроны находятся вне ядра и проводят время, вращаясь в космосе вокруг ядра. (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).

Современная атомная теория утверждает, что атомы одного элемента одинаковы, а атомы разных элементов различны. Что отличает атомы разных элементов? Фундаментальной характеристикой, которой обладают все атомы одного и того же элемента, является число протонов .Все атомы водорода имеют в ядре один и только один протон; все атомы железа имеют в ядре 26 протонов. Это количество протонов настолько важно для идентичности атома, что его называют атомным номером. Число протонов в атоме – это атомный номер элемента. Таким образом, атомный номер водорода равен 1, а атомный номер железа – 26. Каждый элемент имеет свой собственный характерный атомный номер.

Однако атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов.Атомы одного и того же элемента (то есть атомы с одинаковым числом протонов) с разным числом нейтронов называются изотопами. Большинство природных элементов существуют в виде изотопов. Например, большинство атомов водорода имеют в своем ядре единственный протон. Однако небольшое количество (примерно один из миллиона) атомов водорода имеет в своих ядрах протон и нейтрон. Этот конкретный изотоп водорода называется дейтерий. Очень редкая форма водорода имеет в ядре один протон и два нейтрона; этот изотоп водорода называется тритием.Сумма количества протонов и нейтронов в ядре называется массовым числом изотопа.

У нейтральных атомов такое же количество электронов, как и у протонов, поэтому их общий заряд равен нулю. Однако, как мы увидим позже, так будет не всегда.

Пример \ (\ PageIndex {1} \):

1. Наиболее распространенные атомы углерода содержат шесть протонов и шесть нейтронов в своих ядрах. Каковы атомный номер и массовое число этих атомов углерода?
2. Изотоп урана имеет атомный номер 92 и массовое число 235.Какое количество протонов и нейтронов в ядре этого атома?

Решение

1. Если в ядре атома углерода шесть протонов, его атомный номер равен 6. Если он также имеет шесть нейтронов в ядре, то массовое число равно 6 + 6, или 12.
2. Если атомный номер урана 92, то это количество протонов в ядре. Поскольку массовое число равно 235, то количество нейтронов в ядре равно 235 – 92, или 143.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Число протонов в ядре атома олова – 50, а число нейтронов в ядре – 68.Каковы атомный номер и массовое число этого изотопа?

Ответ

Атомный номер = 50, массовое число = 118

Обращаясь к атому, мы просто используем название элемента: термин натрия относится к элементу, а также к атому натрия. Но постоянно использовать имя элемента может быть неудобно. Вместо этого химия определяет символ для каждого элемента. Атомарный символ – это одно- или двухбуквенное представление имени элемента.По соглашению первая буква символа элемента всегда заглавная, а вторая буква (если есть) – строчная. Таким образом, символ водорода – H, символ натрия – Na, а символ никеля – Ni. Большинство символов происходит от английского названия элемента, хотя некоторые символы происходят от латинского имени элемента. (Символ натрия Na происходит от его латинского названия natrium .) Таблица \ (\ PageIndex {2} \) перечисляет некоторые общие элементы и их символы. Вы должны запомнить символы в таблице \ (\ PageIndex {2} \), так как именно так мы будем представлять элементы в химии.

Элементы сгруппированы вместе в специальной таблице, называемой периодической таблицей всех элементов.Простая таблица Менделеева показана на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), в то время как можно просмотреть более обширную таблицу Менделеева из другого источника. Элементы в периодической таблице перечислены в порядке возрастания атомного номера. Периодическая таблица имеет особую форму, которая станет для нас важной, когда мы рассмотрим организацию электронов в атомах (глава 8). Одно немедленное использование таблицы Менделеева помогает нам идентифицировать металлы и неметаллы. Неметаллы находятся в верхнем правом углу таблицы Менделеева, на одной стороне жирной линии, разделяющей правую часть таблицы.{23} Na} \)

Ответ

11 протонов

Также принято указывать массовое число после названия элемента, чтобы указать на конкретный изотоп. Углерод-12 представляет собой изотоп углерода с 6 протонами и 6 нейтронами, а уран-238 представляет собой изотоп урана с 146 нейтронами.

Основные выводы

• Химия основана на современной атомной теории, которая утверждает, что вся материя состоит из атомов.
• Сами атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов.
• Каждый элемент имеет свой атомный номер, равный количеству протонов в его ядре.
• Изотопы элемента содержат разное количество нейтронов.
• Элементы представлены атомным символом.
• Периодическая таблица – это таблица, в которой упорядочены все элементы.

Теория и структура атома

Далее следует вспомогательное содержание лекции 4 по общей химии I.Эта лекция будет охватывать историю развития теории атома, строение атома, химический символизм и расчет атомной массы.

Начнем с обзора шагов, предпринятых для создания теории атома:

Теперь, когда мы рассмотрели, как мы пришли к теории атома, давайте посмотрим на атомную структуру, которую мы теперь считаем истинной.

Атомная структура довольно проста. Его часто описывают как похожий на солнечную систему с ядром, представляющим солнце, и электронами, действующими как планеты:

Атом состоит из трех типов частиц, расположенных в двух областях. протонов и нейтронов расположены в ядре , а электронов расположены на энергетических уровнях, окружающих ядро.

Теперь, когда вы знакомы с частицами, составляющими каждый атом элемента, давайте рассмотрим, как эти частицы представлены в периодической таблице. Другими словами, информация, которая дана в символике, используемой в периодической таблице, позволяет определить протоны, нейтроны и электроны, содержащиеся в каждом атоме или элементе.

Мы можем представить элемент или атом элемента его символом.

• C = углерод
• O = кислород
• B = бор
• Pb = свинец

Мы также используем эти символы, чтобы показать, как атомы (в молекулах) меняют партнеров в химической реакции.

• CO + PbO → CO2 + Pb
• Nh4 + HCl → Nh5Cl

Как существуют сами элементы?

Одноатомные элементы

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
(называемые благородными газами, раньше их называли инертными газами)

Двухатомные элементы

h3, O2, N2, F2, Cl2, Br2, I2
(Кислород также существует как O3 = озон.Это называется аллотропной формой; многие элементы существуют в нескольких аллотропных формах.)

Элементы других форм

P4, S8, C60 и т. Д.
Алмаз, графит и бакминстерфуллерен («бакиболл», C60) – все формы одного и того же элемента – углерода.

В периодической таблице каждому элементу дана коробка, содержащая его химический символ, а также несколько других частей информации:

Посмотрев на символ магния, вы увидите несколько цифр: 24, 12 и 2+.Каждое из этих чисел дает представление об атомной структуре этого конкретного атома магния.

Начнем с самого важного из трех: числа 12. Оно называется атомным числом и соответствует количеству протонов в атоме. Количество протонов уникально для каждого элемента, поэтому, если вы измените количество протонов, вы измените элемент. Другими словами, КАЖДЫЙ атом магния будет иметь в своем ядре ровно 12 протонов.

Следующее число, на которое стоит обратить внимание, – 24.Это называется атомным массовым числом и представляет собой округленное значение атомной массы атома. Эта масса определяется сложением всех масс протонов и нейтронов в ядре. Итак, если вы знаете массовое число атома и атомный номер, вы можете легко вычислить количество нейтронов в атоме:

Атомное массовое число – атомный номер = количество нейтронов

24 (протоны и нейтроны) – 12 протонов = 12 нейтронов

Последняя цифра в символе может использоваться для расчета количества электронов в элементе или ионе, если есть заряд + или -.Мы знаем, что протоны несут заряд +1, а электроны несут заряд -1 из атомной теории. Таким образом, если в атоме присутствует равное количество протонов и электронов, общий заряд равен 0 или нейтрален.

Протоны + электроны = состояние заряда или ионизации

Итак, если показан заряд, как в примере выше, 2+, это означает, что протонов на два больше, чем электронов, и

(12+) – (? E-) = 2+, таким образом, количество электронов равно 10.

Давайте попрактикуемся:

Наконец, нам нужно более подробно обсудить атомное массовое число , а затем атомную массу .

Изотопы

Поскольку нам нужно рассчитать количество нейтронов, присутствующих в атоме, исходя из атомного массового числа, это означает, что существует более одного атомного массового числа. Если бы в случае с массой атома было только одно, нам не понадобились бы вычисления для определения количества нейтронов, это было бы просто известно, верно? Итак, поскольку мы можем вычислить количество нейтронов, присутствующих в каждом атоме, это означает, что даже атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов, и это действительно так. Мы называем атомы элементов с разным числом нейтронов Изотопами.

Для каждого элемента существует множество известных изотопов, за очень немногими исключениями, имеющими только один. Вы можете найти эти элементы только с одним изотопом, посмотрев на их атомную массу, указанную в периодической таблице. Вы можете догадаться, как это сделать? Что ж, позвольте мне дать вам подсказку. Атомная масса, указанная в периодической таблице для каждого элемента, рассчитывается путем умножения «процентного содержания» каждого изотопа на его массу.По сути, это средневзвешенная масса. НО, если бы был только один изотоп, масса была бы только одна, верно? Таким образом, вы могли бы выяснить, какие элементы имеют только один изотоп.

Атомная масса

Итак, я использовал пару терминов выше, которые я обнаружил ранее причины такой математической паники у студентов, поэтому позвольте мне привести пример, который может сделать «средневзвешенную атомную массу» и ее использование «процентного содержания» более понятным.

Предположим, вы хотите вычислить среднюю массу группы из 25 человек.13 человек – женщины, а остальные 12 – мужчины (да). Поскольку большинство мужчин весят больше, чем большинство женщин, присвоение одного веса всем не дает очень точного среднего веса. Но если каждый мужчина весит ~ 180 фунтов, а каждая женщина – ~ 130 фунтов, вы можете взять процент каждого (женщины 13/25 = 0,52 или 52%, а мужчины 12/25 = 0,48 или 48%) и умножить эти проценты на массу и получить довольно близко к средней массе группы.

Итак (0,52 x 130 фунтов) + (0,48 x 180 фунтов) = 154 фунта

Это именно то, что мы делаем, чтобы получить средневзвешенную атомную массу.Мы берем процентное содержание каждого изотопа и умножаем его на массу изотопа, чтобы получить его индивидуальный вклад в общую массу элемента:

Пример:

Вот несколько практических задач:

Химия биологии: Атомная теория

Атомная теория

Для биологических целей простейшей формой чистого вещества, которое сохраняет все свойства этого вещества, является атом .Атомы также являются самой простой формой элемента . Элемент состоит только из одного типа атомов. Например, углерод – это элемент. Все атомы углерода выглядят одинаково, и только они являются атомами углерода. Другая атомная структура была бы другим атомом и, следовательно, другим элементом. Полный список более 100 элементов можно найти в таблице Менделеева (например, pearl1.lanl.gov/periodic/default.htm). Все атомы состоят из трех компонентов: протонов, нейтронов и электронов.Первый элемент, водород, имеет один протон, обычно один нейтрон, и один электрон. (Водород существует в природе как комбинация трех изотопов, каждый из которых имеет разное количество нейтронов. Обычно рассматривается наиболее известный изотоп, имеющий один протон.) Все атомы водорода по большей части выглядят одинаково.

Протоны имеют положительный заряд и вместе с нейтронами, которые не несут заряда (нейтральные), находятся в центральном ядре атома . Электроны заряжены отрицательно и вращаются вокруг ядра в трехмерном облаке энергетических уровней.Положительно-отрицательное притяжение (магнетизм) не дает электронам улетать от ядра. И наоборот, кинетическая энергия (энергия, связанная с движением) электрона обеспечивает его энергией движения и не дает электрону врезаться в ядро. Баланс между этими двумя силами, магнетизмом и кинетической энергией, определяет орбитальные пути всех электронов. Если нейтральный атом теряет или приобретает один электрон (или более), что может произойти во время химической реакции, полученный атом имеет дисбаланс между существующими зарядами.Этот дисбаланс создает либо избыточный положительный (+) заряд, если атом потерял электрон, либо избыточный отрицательный (-) заряд, если атом получил электрон. Атомы, которые имеют заряд, называются ионами , и они очень реактивны и принципиально важны в химических реакциях.

Выдержка из The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 Глен Э. Моултон, редактор Д. Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме. Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (USA) Inc.

Чтобы заказать эту книгу напрямую у издателя, посетите веб-сайт Penguin USA или позвоните по телефону 1-800-253-6476. Вы также можете приобрести эту книгу на Amazon.com и Barnes & Noble.

Атомная и ядерная химия – 1-е издание

Предисловие
Предисловие
1 Классическая атомная теория
Происхождение атомной теории
Дальтон
Противоречие Пруста и Бертолле, дальтонид и бертоллидные соединения
Законы химического соединения Теория
Гей-Люссак
Авогадро
Берцелиус
Дюма
Каннисаро
2 Классификация элементов
Дёберейнер и закон триад
Ньюлендс и закон октав
Периодический закон, Менделееф и Лотар Мейер из «Сравнение
» с атомным объемом германия

Периодическая таблица Менделеефа
Обсуждение основных характеристик таблицы
Состояние окисления
3 атома и электроны
Броуновское движение
Проведение электричества через газы
Катодные лучи и рентгеновские лучи
Положительные лучи
Работа Томсона по определению E / M для катодных лучей
E / M с трансвером se Только магнитное поле
E / M с тонкой лучевой трубкой
Масса электрона
Определение Таунсенда e
Определение Милликена e
Измерение молекулярных и атомных радиусов
(i) Уравнение Ван-де-Ваальса
(ii) Работа Ленгмюра с поверхностными пленками
(iii) Дифракция рентгеновских лучей
Определение числа Авогадро
4 Атомная структура
Модель Томсона
Рассеяние A-частиц золотой фольгой
Ядерная модель Резерфорда
Работа Мозли по измерению X -Лучевые спектры
Значение атомного номера
Оптические спектры
Возбуждение спектров
Спектры излучения и поглощения
Спектр водорода
Спектральная серия
Тонкая структура
Излучение черного тела
Квантовая теория Планка
Наблюдение Ленарда фотоэффекта Эйнштейна
Постулат фотона
Теория атома Резерфорда-Бора
5 Развитие волны M механическая модель атома
Расширение теории Бёра
Электронная структура атома Резерфорда-Бёра-Зоммерфельда, принцип исключения Паули, квантовые числа, уровни энергии
Потенциалы ионизации
Кривые энергии ионизации
Энергии ионизации и химические свойства
Слабые стороны -Лечение Зоммерфельда
Теория Де Бройля о двойственной природе материи
Принцип неопределенности Гейзенберга
Волновой механический атом
Теория Шредингера и расширение Борна
6 Определение атомных масс
Разработка стандартов атомной массы
Постоянство атома
Постоянство Физические методы определения атомного веса, методы определения плотности пара
Предельная плотность
Определение атомности
Измерения плотности газа Рейно
Разработка баланса плавучести Уайтлоу-Грея
Определение Томсона и Уитлоу-Грея атомного веса
Радомсона
Поз Реактивный лучевой анализ
Разработка масс-спектрографа Aston
Масс-спектрометры
Фракция упаковки Aston
Энергия ядерной связи
Химические методы определения атомного веса
Анализ воды по Дюма
Анализ воды по Морли
Определение атомного веса Стаса
Определение атомного веса по Ричардсу
Приложение 1 для определения потенциальной энергии электрона на заданной орбите радиуса r.
Приложение 2 Измерение шага решетки.
Разные вопросы
Ответы на числовые вопросы
Элементы, расположенные в алфавитном порядке их химического символа
Периодическая таблица элементов
Указатель
1.1. Чтобы проиллюстрировать закон множественных пропорций путем образования двух хлоридов меди
1.2. Иллюстрация закона Гей-Люссака путем взаимодействия аммиака с заданным объемом хлора и измерения остаточного объема азота
2.1. Свойства переходных элементов
2.2. Парамагнетизм жидкого кислорода
2.3. Свойства хлористого водорода в безводном состоянии
3.1. Обзор броуновского движения
3.2. Эксперимент Милликена
3.3. Измерение поперечного сечения молекулы олеиновой кислоты
5.1. Измерение потенциала первой ионизации ксенона
6.1. Строительство и использование противовесов плавучести
6.2. Определение атомных масс серебра, хлора и азота гравиметрическим анализом

Упорядоченное управление гибридизацией графена с помощью фотоциклоприсоединения на атомном уровне