Схема строение атома гелия: Строение атома гелия (He), схема и примеры

Таблица менделеева – Электронный учебник K-tree

Электронный учебник

Периодический закон, открытый Д. И. Менделеевым был выражен в таблице. Периодическая таблица химических элементов, или таблица менделеева.

1

H

1.008

2

He

4.003

3

Li

6.938

4

Be

9.012

5

B

10.806

6

C

12.01

7

N

14.006

8

O

15.999

9

F

18.998

10

Ne

20.18

11

Na

22.99

12

Mg

24.304

13

Al

26.982

14

Si

28.084

15

P

30.974

16

S

32.059

17

Cl

35.446

18

Ar

39.948

19

K

39.098

20

Ca

40.078

21

Sc

44.956

22

Ti

47.867

23

V

50.942

24

Cr

51. 996

25

Mn

54.938

26

Fe

55.845

27

Co

58.933

28

Ni

58.693

29

Cu

63.546

30

Zn

65.38

31

Ga

69.723

32

Ge

72.63

33

As

74.922

34

Se

78.971

35

Br

79.901

36

Kr

83.798

37

Rb

85.468

38

Sr

87.62

39

Y

88.906

40

Zr

91.224

41

Nb

92.906

42

Mo

95.95

44

Ru

101.07

45

Rh

102.906

46

Pd

106.42

47

Ag

107.868

48

Cd

112.414

49

In

114.818

50

Sn

118.71

51

Sb

121.76

52

Te

127.6

53

I

126.904

54

Xe

131.293

55

Cs

132.905

56

Ba

137.327

57

La

138.905

72

Hf

178. 49

73

Ta

180.948

74

W

183.84

75

Re

186.207

76

Os

190.23

77

Ir

192.217

78

Pt

195.084

79

Au

196.967

80

Hg

200.592

81

Tl

204.382

82

Pb

207.2

83

Bi

208.98

58

Ce

140.116

59

Pr

140.908

60

Nd

144.242

62

Sm

150.36

63

Eu

151.964

64

Gd

157.25

65

Tb

158.925

66

Dy

162.5

67

Ho

164.93

68

Er

167.259

69

Tm

168.934

70

Yb

173.045

71

Lu

174.967

90

Th

232.038

91

Pa

231.036

92

U

238.029

В таблице менделеева колонки называются группами, строки называются периодами. Элементы в группах как правило имеют одинаковые электронные конфигурации внешних оболочек, например, благородные газы – последняя группа, имеют законченную электронную конфигурацию.

Как заполняется электронная конфигурация элементов подробно описано в статье

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

© 2015-2022 – K-Tree.ru • Электронный учебник
По любым вопросам Вы можете связаться по почте [email protected]

Копия материалов, размещённых на данном сайте, допускается только по письменному разрешению владельцев сайта.

Строение атома . 100 миллиардов солнц [Рождение, жизнь и смерть звезд]

Все, что нас окружает, горные породы и минералы, вещества в атмосфере и в морях, клетки растений и животных, газовые туманности и звезды во Вселенной во всем их многообразии все это состоит из 92 элементарных кирпичиков, химических элементов. Этот факт был установлен наукой девятнадцатого столетия, которая тем самым сильно упростила картину окружающего нас мира. Ученые нашего века в свою очередь показали, что существует всего три типа элементарных частиц, из которых построены атомы этих 92 элементов: протоны, нейтроны и электроны. Так, например, атомы гелия отличаются от атомов углерода только тем, что они состоят из разного количества этих элементарных частиц (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема строения атомов водорода, гелия и углерода. Протоны изображены красными шариками, нейтроны — серыми. Траектории электронов (показаны светло-серыми шариками), обращающихся вокруг ядер, изображены в другом масштабе. Шесть электронов, обращающихся вокруг ядра углерода, не показаны.

Атом гелия состоит из ядра, которое содержит два протона и два нейтрона. Протон-это положительно заряженная частица. Поэтому ядро атома гелия тоже заряжено положительно. Вокруг него стремительно вращаются две отрицательно заряженные легкие частицы, два электрона. Они образуют электронную оболочку атома гелия. Атомы углерода обладают более сложной структурой.

Они тоже состоят из ядра, которое содержит протоны и нейтроны. Однако в ядре атома углерода уже шесть протонов и шесть нейтронов, а в электронной оболочке находятся шесть электронов. Самым простым атомом является атом водорода. Его ядро состоит всего из одного протона, вокруг которого обращается один электрон.

Протон и нейтрон имеют почти одинаковые массы. Их называют тяжелыми частицами, хотя по сравнению с обычными предметами, которые нас окружают, эти «тяжелые» частицы почти ничего не весят. Если бы мы могли положить на чашу весов триллион таких тяжелых частиц, то они весили бы всего одну триллионную долю грамма. Масса электрона еще в две тысячи раз меньше массы протона. Протон заряжен положительно, электрон — отрицательно. При этом заряды электронов и протонов в точности равны друг другу. Образованный из протона и электрона атом водорода электрически нейтрален. Нейтрон не имеет электрического заряда. Существует также элементарная частица с массой, равной массе электрона, и положительным электрическим зарядом:

позитрон.
Однако время жизни позитрона невелико: если он приблизится к какому-либо электрону, то электрон и позитрон тут же сливаются друг с другом и аннигилируют с образованием кванта света.

Все атомы и ядра состоят из определенного количества протонов и нейтронов. Сколько протонов находится в ядре, столько же электронов обращается вокруг ядра в электронных оболочках. Поэтому положительный заряд протонов ядра в точности компенсируется отрицательным зарядом электронов. Собственно говоря, дело обстоит еще проще. Если быть точным, то атомы состоят не из трех типов элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов, а всего из двух. В атомных ядрах протоны и электроны могут превращаться в нейтроны. За пределами атомного ядра нейтрон примерно через 17 минут распадается на протон и электрон. Поэтому можно считать, что окружающий нас мир во всем его многообразии построен только из протонов и электронов. Сумма количества протонов и нейтронов в атомном ядре называется

массовым числом ядра, а количество протонов — зарядом ядра. Таким образом, атом водорода имеет массовое число 1 и заряд ядра 1. У гелия массовое число равно 4, а заряд ядра 2. Наиболее распространенный тип атомов железа имеет массовое число 56, а заряд ядра 26. Заряд ядра показывает также, сколько электронов должно обращаться вокруг ядра, чтобы атом был полностью электрически нейтральным. Строение электронных оболочек определяет химические свойства веществ. Вещества с различными зарядами ядра различаются по химическим свойствам из-за того, что у атомов этих веществ разные электронные оболочки. Атомы с одинаковым зарядом ядра, но с различным числом нейтронов, не различаются по химическим свойствам. Они различаются только массовым числом. Такие атомы называются изотопами одного и того же элемента. Так, например, кроме обычного водорода существует так называемый тяжелый водород. В ядре этого изотопа кроме одного протона есть еще и один нейтрон. Такой изотоп водорода называется дейтерием. Он в небольших количествах встречается в природе.

Хотя кусок железа и газообразный водород в воздушном шарике не имеют на первый взгляд между собой ничего общего, однако атомы и того и другого элемента построены из одних и тех же протонов и электронов. Если бы мы могли взять 56 атомов водорода и расположить 56 протонов и 56 электронов этих атомов в нужном порядке: из 30 электронов и 30 протонов сделать 30 нейтронов, объединить эти нейтроны с оставшимися 26 протонами в атомное ядро, и построить вокруг этого ядра электронную оболочку из остальных 26 электронов, то мы получили бы из водорода атом железа.

Если бы мы могли взять 4 атома водорода, образовать из двух электронов и двух протонов два нейтрона, объединить их с двумя оставшимися протонами в атомное ядро, то мы получили бы ядро с массовым числом 4 и зарядом 2, вокруг которого смогли бы обращаться два оставшихся электрона. При этом из четырех атомов водорода мы получили бы атом гелия. В результате такого процесса должна освобождаться энергия. Однако объединить ядра разных атомов друг с другом не так-то просто.

Гелий, атомарная структура – Стоковая фотография – C018/3683

Похоже, вы используете старый веб-браузер, который не поддерживается. Некоторые части этого веб-сайта могут работать некорректно. Пожалуйста, используйте более новый веб-браузер.

Это изображение недоступно для покупки в вашей стране.

C018/3683

Управление правами

74,5 МБ (74,0 МБ со сжатием)

5197 x 5008 пикселей

43,9 x 42,4 см ⏐ 17,3 х 16,7 дюйма (300 точек на дюйм)

Это изображение недоступно для покупки в вашей стране.

Пожалуйста, свяжитесь с вашим менеджером по работе с клиентами, если у вас есть какие-либо вопросы.

Запрос

Цена Добавить в корзину Удалять ДОБАВИТЬ НА ДОСКУ Делиться

Купить Распечатать

Кредит

КАРЛОС КЛАРИВАН / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА КАРЛОС КЛАРИВАН / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Обозначение

Гелий (He). Схема ядерного состава, электронной конфигурации, химических данных и валентных орбиталей атома гелия-4 (атомный номер: 2), наиболее распространенного изотопа элемента гелия. Ядро состоит из 2 протонов (красный) и 2 нейтронов (оранжевый). Два электрона (белые) заполняют первую электронную оболочку (кольцо), очень стабильная конфигурация. Стабильность внешних (валентных) электронов элемента определяет его химические и физические свойства. Гелий – благородный газ в группе 18, периоде 1 и s-блоке периодической таблицы. При комнатной температуре и давлении образует инертный газ, сжижающийся при минус 269градусов Цельсия.

Сведения о выпуске

Разрешение модели не требуется. Разрешение собственности не требуется.

Ключевые слова

  • 1с2
  • а.е.м.
  • атом
  • атомный
  • атомный номер
  • атомных орбиталей
  • атомный радиус
  • атомный вес
  • черный фон
  • химические данные
  • химические свойства
  • химическое свойство
  • химия
  • схема
  • электронная конфигурация
  • номер электрона
  • электронная оболочка
  • электронный
  • электронов
  • элемент
  • элементаль
  • элементов
  • уровней энергии
  • газ
  • газообразный
  • газы
  • группа 18
  • он
  • гелий
  • гелий-4
  • иллюстрация
  • инертный
  • изотоп
  • уровень
  • уровней
  • нейтрон
  • нейтрон номер
  • нейтронов
  • благородный газ
  • благородные газы
  • неметаллический
  • неметаллический
  • неметаллы
  • нереактивный
  • неметалл
  • неметаллический
  • неметаллы
  • ядерный
  • ядерные данные
  • нуклон
  • нуклонов
  • ядро ​​
  • орбитальный
  • орбитальные типы
  • орбиталей
  • период 1
  • физическая химия
  • физические свойства
  • физическое имущество
  • вечера
  • протон номер
  • квантовая химия
  • с блоком
  • S-блок
  • оболочка
  • каркасная конструкция
  • снаряды
  • простая электронная конфигурация
  • структурный
  • структура
  • субатомный
  • субатомный
  • подоболочка
  • подоболочек
  • символ
  • нереактивный
  • валентная орбиталь
  • волновая функция

уровней энергии гелия

уровень энергии гелия

Энергетические уровни электронов атома гелия демонстрируют ряд особенностей многоэлектронных атомов.

Предполагается, что один электрон находится в основном состоянии, в состоянии 1s. Электрон в верхнем состоянии может иметь спин, антипараллельный электрону основного состояния (S=0, синглетное состояние, парагелий) или параллельный электрону основного состояния (S=1, триплетное состояние, ортогелий).

Почему состояния ортогелия ниже?
Комментарии об уровнях энергии гелия
Спектр гелия Почему уровни меняются в зависимости от орбитального квантового числа?
Диаграммы энергетических уровней электронов
Index

Понятия атомной структуры

 
Гиперфизика***** Квантовая физика R Неф
Назад

На диаграмме энергетических уровней гелия предполагается, что один электрон находится в основном состоянии атома гелия, в состоянии 1s. Электрон в верхнем состоянии может иметь спин, антипараллельный электрону основного состояния (S=0, синглетное состояние, парагелий) или параллельный электрону основного состояния (S=1, триплетное состояние, ортогелий).

Замечено, что состояния ортогелия имеют более низкую энергию, чем состояния парагелия. Объяснение этому:

  1. Параллельные спины делают спиновую часть волновой функции симметричной.
  2. Полная волновая функция электронов должна быть антисимметричной, поскольку они являются фермионами, и должны подчиняться принципу запрета Паули.
  3. Это заставляет пространственную часть волновой функции быть антисимметричной. Волновую функцию электронов можно записать как произведение пространственной и спиновой частей волновой функции.
  4. Антисимметричная пространственная волновая функция для двух электронов подразумевает большее среднее расстояние между ними, чем симметричная функция того же типа. Вероятность — это квадрат волновой функции, и с простой функциональной точки зрения квадрат антисимметричной функции должен стремиться к нулю в начале координат. Так что в целом вероятность небольшого расстояния между двумя электронами меньше, чем для симметричной пространственной волновой функции.
  5. Если электроны в среднем находятся дальше друг от друга, то электрон в основном состоянии будет меньше экранировать ядро, и поэтому электрон в возбужденном состоянии будет больше подвергаться воздействию ядра. Это означает, что он будет более прочно связан и иметь меньшую энергию.

Этот эффект иногда называют «взаимодействием спин-вращение» и рассматривается согласно правилу Хунда №1. Это часть понимания упорядочения энергетических уровней в многоэлектронных атомах.

Спектр гелия Почему уровни меняются в зависимости от орбитального квантового числа?
Index

Reference
Rohlf
Ch 9

 
Гиперфизика***** Квантовая физика R Ступица
Назад

Основное состояние гелия состоит из двух одинаковых 1s-электронов. Энергия, необходимая для удаления одного из них, является самой высокой энергией ионизации любого атома в периодической таблице: 24,6 электрон-вольт. Энергия, необходимая для удаления второго электрона, составляет 54,4 эВ, как и следовало ожидать, моделируя ее после уровней энергии водорода. Ион He+ подобен атому водорода с двумя единицами заряда в ядре. Поскольку водородные энергетические уровни зависят от квадрата заряда ядра, энергия оставшегося электрона гелия должна быть как раз 4x (-13,6 эВ) = -54,4 эВ, как наблюдалось.

Тот факт, что второй электрон менее прочно связан, можно интерпретировать как экранирующий эффект; другой электрон частично экранирует второй электрон от полного заряда ядра. Его энергию можно использовать для моделирования эффективной защиты следующим образом.

Другой способ рассматривать энергию — сказать, что отталкивание электронов вносит вклад в положительную потенциальную энергию, которая частично компенсирует отрицательную потенциальную энергию, вносимую электрической силой притяжения ядерного заряда.

Оставить комментарий