Строение атомов: Электронное строение атомов элементов 1–3 периодов периодической системы — урок. Химия, 10 класс.

Строение атомов и ионов

Излагаемые в этом параграфе сведения вам придётся принять «на веру», так как в школе сложно проделать соответствующие эксперименты. Причина – многие из них объясняются «на стыке» пока не изученных разделов физики и химии. Строение атомов – пример таких сведений. Познакомимся с ними.

Атомы состоят из малых частиц трёх видов. В центре атома имеется ядро, образованное протонами и нейтронами. Вокруг ядра есть электроны, образующие электронные оболочки. Количество электронов, как правило, равно количеству протонов в ядре. Количество нейтронов в ядре может быть разным: от нуля до нескольких десятков.

Масса протона приблизительно равна массе нейтрона. По сравнению с их массами масса электрона пренебрежимо мала. Электроны относятся к так называемым отрицательно заряженным частицам, протоны – к положительно заряженным частицам. Нейтроны относятся к незаряженным или электронейтральным частицам (что такое электрический заряд и как определяются его знаки, мы узнаем в § 8-в).

Частицы ядра прочно связаны друг с другом особыми ядерными силами. Притяжение электронов к ядру гораздо слабее взаимного притяжения протонов и нейтронов, поэтому электроны (в отличие от частиц ядра – протонов и нейтронов) могут отделяться от своих атомов и переходить к другим.

В результате переходов электронов образуются ионы – атомы или группы атомов, в которых число электронов не равно числу протонов. Если ион содержит отрицательно заряженных частиц больше, чем положительно заряженных, то такой ион называют отрицательным. В противоположном случае ион называют положительным. В верхней части рисунка показана потеря атомом электрона, то есть образование положительного иона. В нижней части рисунка – образование из атома отрицательного иона.

Ионы очень часто встречаются в веществах, например они есть во всех без исключения металлах. Причина заключается в том, что один или несколько электронов от каждого атома металла отделяются и движутся внутри металла, образуя так называемый электронный газ. Именно из-за потери электронов, то есть отрицательных частиц, атомы металла становятся положительными ионами. Это справедливо для металлов в любом состоянии – твёрдом, жидком или газообразном (например, для паров ртути).

     

Вы уже знаете, что в твёрдом состоянии все металлы являются кристаллами (см. § 7-е). Ионы всех металлов расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решётку. В металлах в жидком или газообразном состоянии упорядоченное расположение ионов отсутствует, но электронный газ по-прежнему присутствует.

Некоторые ионы могут быть образованы несколькими атомами. Например, молекулы серной кислоты h3SO4 в водном растворе распадаются на положительные ионы водорода, в каждом из которых по одному атому, и отрицательные ионы кислотного остатка, в каждом из которых по пять атомов (см. рисунок).

Символ «+» означает
один недостающий электрон.
Символ «2–» означает
два дополнительных электрона.

Образование ионов из нейтральных молекул (ионизация) может происходить по разным причинам. Одну из них, растворение, мы только что рассмотрели. Другая причина – повышение температуры. При этом увеличивается размах колебаний как молекул, так и атомов, входящих в их состав. Если температура превысит некоторое значение, то молекула распадётся, и образуются ионы. Ионизация может происходить и под действием трения, электричества, света, радиации.

Опубликовано в разделах: 8 класс, Электронно-ионная теория

ELECTRONIC STRUCTURE OF ALKALI METAL ATOMS

Потапов А.А.

ORCID: 0000-0002-1006-9074, Доктор химических наук, профессор, Независимый исследователь

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

Аннотация

Целью настоящей статьи является обсуждение проблемы электронного строения атомов I группы таблицы Менделеева. Атомы представляют систему вложенных оболочек-квазисфер, наподобие русской матрешки. Дается анализ и обоснование механизмам формирования электронных оболочек атомов. Концептуальной основой теории электронного строения атомов выступает диполь-оболочечная модель. Для внешней оболочки атомов щелочных металлов предложена уточненная водородоподобная модель электронного строения. Внутренние электронные оболочки атомов представляют правильные геометрические фигуры разной симметрии, в том числе зеркально симметричной, тригональной, тетраэдрической, гексаэдрической и т.п. В рамках решения задачи Кеплера приводятся уравнения движения электронов на соответствующих оболочках. Получены формулы для описания и расчета основных параметров атомов. Определены эффективные радиусы атомов

I группы. Обсуждается их поведение в группе. Характерным представляется то, что полученные радиусы приблизительно в два раза меньше имеющихся литературных данных; дается объяснение этому различию. Также определены основные параметры ряда внутренних оболочек атомов – константы экранирования, эксцентриситеты и большие полуоси эллиптических орбит.

Ключевые слова: атомы щелочных металлов, эффективные радиусы атомов, диполь-оболочечная модель.

Potapov A.A.

ORCID: 0000-0002-1006-9074, PhD in Chemistry, Professor, Independent researcher

ELECTRONIC STRUCTURE OF ALKALI METAL ATOMS

Abstract

The main goal of this paper is to consider the problem of the electronic structure of atoms of the 1st group of the periodic table. Atoms represent the system of nested shells-quasi-spheres, like a Russian Matryoshka. The analysis and justification are given on the formation mechanisms of electron shells of atoms. The conceptual basis of the theory of the electronic structure of atoms is a dipole-shell model. A refined hydrogen-like model of the electronic structure was proposed for the outer shell of alkali metal atoms. The internal electron shells of atoms represent regular geometric figures of different symmetry, including mirror symmetric, trigonal, tetrahedral, hexahedral, etc.

Under the solution of the Kepler problem, the equations of motion of electrons on the corresponding shells are given. Formulas for description and calculation of the basic parameters of atoms are obtained. The effective radii of the atoms of the 1
st
group are determined. Their behavior in the group is considered as well. One of the characteristic features is that the radii obtained are approximately twice smaller in size compared to data from the literature; The explanation to this difference is also given in the paper. The basic parameters of a number of inner shells of atoms – screening constants, eccentricities and large semi-axes of elliptical orbits are also determined.

Keywords: atoms of alkali metals, effective atomic radii, dipole-shell model.

Атомы I группы таблицы Менделеева могут быть отнесены к классу водородоподобных структур. Они имеют по одному валентному электрону на внешней оболочке и квазисферический остов атома. В приближении недеформируемого остова атомы I группы в электрическом отношении подобны атому водорода.

Из этого подобия следует, что к описанию щелочных металлов (атомам I группы) может быть привлечена классическая теория и соответствующая этой теории планетарная модель атома. Теперь в качестве притягивающего центра в атоме выступает положительный заряд qNе остова, где Nе ‒ число валентных электронов остова. Это означает, что многочастичную задачу атомов I группы можно свести к двухчастичной задаче, т.е. к задаче нахождения основных параметров движения вращающегося электрона в центральном поле заряда
q
остова атома [1].

Валентный электрон в поле заряда +q остова занимает одно из разрешенных вышестоящих уровней энергии (поскольку первая, K-оболочка занята). Следуя гипотезе квантования электронных оболочек, ближайший незанятый уровень водородоподобной структуры соответствует главному квантовому числу n =2, которому соответствует радиус, равный . Это означает, что в приближении водородоподобных атомов ожидаемая энергия связи атомов I группы должна быть равной  .  При этом учтено то, что увеличение расстояния между ядром и электроном в 2 раза сопровождается уменьшением энергии взаимодействия между зарядами также в 2 раза. В этом заключается смысл коэффициента 1/

nв данном соотношении. Величину  надо понимать как определение энергии связи гипотетического атома, радиус круговой орбиты которого равен  .

Измеряемой величиной, выступающей в качестве меры энергии связи ε1, является потенциал ионизации II. Его численные значения оказываются существенно отличными от гипотетической величины  атомов I группы. Наблюдаемое различие  связано с несовершенством принятой в исходном пункте модели водородоподобного атома. Единственной причиной данного несоответствия является заряд

q остова атома, для которого ранее было принято приближение геометрической точки, имеющей единичный заряд +е [1].

В силу водородоподобной структуры атомов I группы уравнение движения валентного можно записать аналогично уравнению движения атома водорода с помощью потенциальной функции [1]

  (1)

где L – момент количества движения, q – эффективный заряд остова атома, r – радиус-вектор, , константа экранирования, .

Существенным представляется то, что электронные орбиты атомов I группы являются круговыми, как и у атома водорода. Действительно, уравнение (1) с учетом константы экранирования можно представить в виде

  (2)

где σ – константа экранирования, действие которой проявляется в увеличении эффективного заряда  раз и в увеличении расстояния между ядром (остовом) и электроном в  раз. При этом в первом слагаемом учтено то, что радиус имеет квадратичную степень r2.

Функция ε(r) атомов I группы отличается от функции  атома водорода только множителем σ/4. Отсюда следует важный вывод ‒ электронные орбиты атомов щелочных металлов являются круговыми

(в отличие от ранее принятой модели эллиптических орбит [1]). Физический смысл круговой орбиты атомов I группы заключается в том, что изменение величины эффективного заряда q приводит к одновременному изменению орбитальной скорости v валентного электрона и радиуса r атома в соответствии с законом сохранения количества движения L=mvr. Так что для всех эффективных зарядов q кинетическая энергия остается равной половине потенциальной энергии атома.

Решением уравнения (2) выступает энергия связи ε1 электрона

  (3)

где aI

– радиус круговой орбиты,  – боровский радиус.

Здесь энергия связи ε1 определяется как результат притяжения валентного электрона к ядру в центральном поле заряда остова q = , находящегося на расстоянии .

Структурным параметром атомов I группы выступает радиус aI. Его можно определить непосредственно по уравнению (3) в приближении равенства энергии связи потенциалу ионизации II

   (4)

Константа экранирования определяется как отношение потенциала ионизации II атома к энергии гипотетического атома , у которого σ=1,

  (5)

Рассчитанные по формулам (4) и (5) параметры атомов щелочных металлов приведены в таблице.

В ряду атомов I группы константа экранирования закономерно снижается, отражая увеличение плотности эффективного заряда остова атомов по мере увеличения числа электронов в атомах. У атомов I группы константы экранирования имеют наибольшие численные значения по сравнению с другими атомами.

Радиусы атомов закономерно увеличиваются по мере увеличения числа внутренних оболочек атомов. Удивительно то, что при многократном весовом различии атомов их радиусы различаются незначительно, оставаясь в пределах 0,84Å у лития и 0,99Å у цезия. При этом радиусы атомов I группы ограничены удвоенным боровским радиусом = 1,06Å, которому соответствует радиус гипотетического атома на энергетическом уровне

n=2 и константе экранирования σ=1. Численные значения радиусов приблизительно в два раза ниже литературных данных [2]. Различие между ними можно объяснить тем, что известные в литературе данные получены с помощью рентгеновских измерений, согласно которым определяется не радиус атомов, а половинное расстояние между ядрами близлежащих атомов в структуре исследуемого кристалла. При таком подходе к определению радиуса реальные размеры собственно атомов остаются не определенными. Что касается радиусов по (4), то их следует отнести к категории абсолютных, т.е. относящихся собственно к атомам. Численные величины радиусов атомов щелочных металлов получены впервые.

Структура внутренних оболочек атомов I-й группы формируется по общим для всех атомов таблицы Менделеева принципам в соответствии с диполь-оболочечной моделью [1]. В рамках данной модели стало возможным рассчитать размеры внутренних оболочек. При этом общий подход к определению параметров атомов остается прежним, основанным на данных измерения потенциалов ионизации с учетом их электронных конфигураций.

Наиболее простое строение у атома лития, имеющего одну внутреннюю оболочку (К-оболочку). Она образована двумя эллиптическими электронными орбитами с общим фокусом на ядре. Уравнение движения электронов можно представить с помощью потенциальной функции [1]

  (6)

где первое слагаемое представляет кинетическую энергию вращения электронов по эллиптическим орбитам, второе слагаемое – энергия притяжения электронов в поле заряда ядра 3е , третье слагаемое – энергия взаимного отталкивания электронов с учетом эффекта экранирования.

Решением уравнения движения каждого из электронов остова-катиона атома выступает энергия связи в соответствии с (6)

  (7)

где  – большая полуось эллиптической орбиты каждого электрона. Здесь первое слагаемое представляет энергию притяжения каждого валентного электрона на эллиптической орбите в центральном поле заряда +  остова с учетом энергии центробежного отталкивая электрона (коэффициент 1/2), второе слагаемое – энергия взаимного отталкивания валентных электронов на расстоянии удвоенного радиуса 

В приближении  на основании уравнения (7) можно рассчитать длину большой полуоси лития

  (8)

Входящую в данное уравнение константу экранирования можно рассчитать по формуле  в соответствии с (5), где  энергия связи круговой орбиты электронов остова гипотетического катиона-остова, образованного парой эллиптических орбит с общим фокусом на ядре.

Для определения величины  нужно решить уравнение движения электронов на своих эллиптических орбитах в приближении σ=1, так что

  (9)

Здесь первое слагаемое представляет кинетическую энергию электронов, второе слагаемое – энергия притяжения электронов в поле заряда +3е  остова-катиона с учетом энергии центробежного отталкивая электрона (коэффициент 1/2), третье слагаемое – энергия межэлектронного отталкивания на удвоенном расстоянии 2r.

Его решением является энергия связи электронов остова, представляющая минимум потенциальной энергии (9)

  (10)

Эта энергия соответствует энергии гипотетической круговой орбиты остова, так что .  Расчет по (10) дает  = 84,4эВ. Принимая табличное значение потенциала = 75,6эВ, получаем  = 0,89 и соответственно подстановка этой величины в (8) дает для большой полуоси эллиптической орбиты остова = 0,23Å.

Учитывая динамический характер электронов, обусловленный вращением электронов с огромными скоростями, атом следует рассматривать как сферу с эффективным радиусом, определяемым максимальным расстоянием электрона от ядра, т.е. расстоянием в апогее rA,

Входящий в это уравнение эксцентриситет э эллиптической орбиты можно определить с помощью величины  на основании известной формулы [3]

из которой следует э = 0,33, так что для лития получаем эффективный радиус равен = 0,23Å·1,33 = 0,30Å.

У остальных атомов щелочных металлов в качестве остова выступают 6-и электронные оболочки, образованные эллиптическими орбитами с общим для них фокусом на ядре. Уравнение движения электронов остова принимает следующий вид

  (13)

Здесь первое слагаемое представляет кинетическую энергию электронов, второе слагаемое – энергия притяжения электронов в поле заряда +  остова-катиона с учетом энергии центробежного отталкивая электрона (коэффициент 1/2), третье слагаемое – энергия отталкивания выделенного электрона от остальных пяти валентных электронов на удвоенном расстоянии 2r.

Его решением является энергия связи электронов остова

   (14)

где  – большая полуось эллиптической орбиты остова.

Данное уравнение в приближении  является основой для определения длины большой полуоси

   (15)

Входящая в (14) константа экранирования рассчитывается по формуле (5). Рассчитанные величины    приведены в таблице.

Чтобы найти радиус остова атомов необходимо учесть фактор эллиптичности, т.е. определить эксцентриситеты э эллиптических орбит. Его можно найти с помощью формулы, аналогичной (12) [3]

где  – энергия круговой орбиты остова, равная минимуму  потенциальной энергии (13), которую можно найти аналогично (10), так что .  Эта энергия соответствует энергии гипотетической круговой орбиты остова, так что . Учитывая динамический характер электронов, остов атома можно представить как сферу с эффективным радиусом, определяемым как максимальное расстояние электрона от ядра, т.е. расстояние в апогее эллиптической орбиты. Радиусы остовов атомов определяются аналогично (11), , где э ‒ эксцентриситет эллиптических электронных орбит, который находится с помощью (16). Рассчитанные величины  и  приведены в таблице.

Наличие данных по эксцентриситетам позволяет рассчитать малую полуось остова атома [3] .

Данные по высшим степеням потенциалов ионизации также позволяют определить параметры некоторых внутренних оболочек атомов.

К-оболочки образованы двухэлектронными эллиптическими орбитами с общим фокусом на ядре. Для них уравнение движения электронов принимает следующий вид

  (17)

где ZI – порядковый номер элементов, соответствующих атомам I-группы, т.е. ZI = 1, 3, 11, 19, 37, 55. Здесь первое слагаемое представляет кинетическую энергию электронов, второе слагаемое – энергия притяжения электронов в поле заряда  остова-катиона с учетом энергии центробежного отталкивая электрона (коэффициент 1/2), третье слагаемое – энергия взаимного отталкивания электронов на удвоенном расстоянии 2r. Его решением по аналогии с (7) является энергия связи

   (18)

где   – большая полуось эллиптической орбиты остова.  

Таблица 1 – Экспериментальные и рассчитанные параметры атомов I группы таблицы Менделеева

На основании (18) в приближении   можно найти большую полуось К-оболочки

У атома лития К-оболочка соответствует его остову. Для него было получено .

По приведенной выше методике для К-оболочек получены следующие параметры: натрий ‒

Для L-оболочек исходным для расчетов является уравнение движения электронов, наподобие (17),

  (20)

где ZI  – порядковый номер элементов, соответствующих атомам I-группы.    (21)

где  – большая полуось эллиптических орбит L-оболочек.

На основании (21) в приближении  можно найти большие полуоси эллиптических орбит L-оболочек

В результате расчетов параметров L-оболочек получены следующие параметры: натрий

Таким же образом удалось рассчитать параметры М-оболочки атома калия:

Данные по потенциалам ионизации для расчета параметров атомов взяты из справочников [4], [5].

На основании полученных данных в качестве иллюстрации на рисунке схематически представлены атомы щелочных металлов в относительном масштабе. Внешние и внутренние оболочки представлены в виде квазисфер. В центре оболочек черными кружками показаны ядра атомов. Видно, что, несмотря на увеличение числа внутренних оболочек, размеры атомов в ряду щелочных металлов изменяются незначительно.

Выводы

Рис. 1

 

В рамках диполь-оболочечной модели дано динамическое описание атомов I группы таблицы Менделеева. Получены формулы для расчета основных параметров атомов, по которым определены эффективные радиусы, константы экранирования, большие полуоси эллиптических орбит ряда внутренних оболочек и их эксцентриситеты.

Список литературы / References

  1. Потапов А.А. Ренессанс классического атома / А.А. Потапов. ‒ М.: Издательский Дом “Наука”. LAP LAMBERT Academic publishing. 2011. ‒444 с.
  2. БацановС.С. Структурная химия. Факты и зависимости / C. С. Бацанов.  М.: Диалог-МГУ, 2000. ‒ 292 с.
  3. Киттель Ч., Найт В., Рудерман М. Механика  /  Ч. Киттель, В. Найт, М. Рудерман ‒ М.: Наука. ‒ 448 с.
  4. Физические величины: Справочник . – М.:Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.
  5. Яценко А.С. Оптические спектры Н- и Не-подобных ионов / А.С. Яценко – Новосибирск: Наука,  – 216 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Potapov A. A. Renessans klassicheskogo atoma [Renaissance of the classical atom / A.A. Potapov. ‒ М.: Publishing house “Nauka”, LAPLAMBERT Academic publishing. 2011. – 444 p. [in Russian]
  2. Batsanov S.S. Structural chemistry book of facts [Structural chemistry book of facts] / S.S. Batsanov. ‒ M.: Dialog-MGU. 292 p. [in Russian]
  3. Kittel Ch., Knight W., Ruderman M. Mechanics [Mechanics] / Ch.Kittel, W.Knight, R M.uderman. М: Nauka, 1983. ‒ 448 p. [in Russian]
  4. Physical quantities: Reference book [Physical quantities: Reference book]. – M.:Energoatomizdat, 1991. – 1232 p. [in Russian]
  5. Yatsenko A. S. Optical spectra of H- and He-like ions [Optical spectra of H- and He-like ions] / A. S. Yatsenko. – Novosibirsk: Nauka, 2003. – 216 p. [in Russian]

2: Атомная структура — Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    15530
  • Как язык имеет алфавит, из которого строятся слова, так и химия имеет алфавит, которым описывается материя. Однако химический алфавит больше, чем тот, который мы используем для правописания. Возможно, вы уже поняли, что химический алфавит состоит из химических элементов. Их роль занимает центральное место в химии, поскольку они объединяются, образуя миллионы и миллионы известных соединений.

    • 2.1: Элементы
      Вся материя состоит из элементов. Химические элементы обозначаются однобуквенным или двухбуквенным символом.
    • 2.2: Атомная теория
      Атомы — это основные строительные блоки всей материи. Современная атомная теория устанавливает представления об атомах и о том, как они составляют материю.
    • 2.3: Структура атомов
      Атомы состоят из трех основных субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны группируются в ядре атома, а электроны вращаются вокруг ядра.
    • 2. 4: Ядра атомов
      Элементы можно идентифицировать по их атомному номеру и массовому числу. Изотопы — это атомы одного и того же элемента, имеющие разную массу.
    • 2.5: Расположение электрона (модель оболочки)
      Электронная оболочка представляет собой внешнюю часть атома вокруг атомного ядра. Это группа атомных орбиталей с одинаковым значением главного квантового числа \(n\). Электронные оболочки имеют одну или несколько электронных подоболочек или подуровней. Название электронных оболочек происходит от модели Бора, в которой считалось, что группы электронов движутся вокруг ядра на определенных расстояниях, так что их орбиты образуют «оболочки».
    • 2.6: Периодическая таблица
      Химические элементы расположены в таблице, называемой периодической таблицей. Некоторые характеристики элементов связаны с их положением в периодической таблице.
    • 2. 7: Резюме главы
      Это домашнее задание к главе 2 Ball et al. Текстовая карта «Основы химии GOB».

    2: Atomic Structure распространяется под лицензией CC BY-NC-SA, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

    1. Наверх
    • Была ли эта статья полезной?
    1. Тип изделия
      Глава
      Лицензия
      CC BY-NC-SA
      Программа OER или Publisher
      Издатель, имя которого нельзя называть
      Показать страницу TOC
      № на стр.
    2. Теги
        На этой странице нет тегов.

    Структура атома — FRCR Physics Notes

    Модель атома Резерфорда-Бора



    Атомы состоят из: 90524 90 ядер

      50146 содержит положительные протоны (p) и нейтральные нейтроны (n)
    1. Электроны: вращаются вокруг ядра внутри энергетических «оболочек»
    2. Описание атома

      Атомы отображаются в формате, показанном слева, где:

          A = массовое число (p + n)

          Z = атомный номер (протонов)

          X = химический символ атома

      0145 масса . Это не реальная масса, а масса по отношению к другим атомам. 1 атомная единица массы (а.е.м.) = 1/12 массы атома углерода-12.

      АМС различных компонентов атомов показаны в таблице ниже.

        Relative Mass Charge   Symbol
        Neutron
        Proton +1 
        Electron 0 (1/2000) -1  e- 

      Electrons

      Электронные оболочки

      Количество электронных оболочек, вращающихся вокруг ядра, зависит от атома. Очень упрощенная модель состоит в том, что каждая оболочка имеет буквенное обозначение и максимальное количество электронов, которое она может удерживать.

      The maximum number of electrons a shell can hold is 2n 2

      n = shell number

      2 2 2 2
      .
        Shell Number Letter Symbol   Maximum number электронов
      1 K 2 x 1 2 = 2
      2 L
      2 L 2 2 L 2 2 L
      2 L
      2 =
      2
      3 M 2 x 3 2 = 18

      Типы электронов

      .

      Связанные электроны: Это электроны, которые удерживаются на орбите вокруг ядра в электронных оболочках за счет силы притяжения положительного ядра. Энергия связи  – это положительная энергия, необходимая для преодоления притяжения ядра и высвобождения электрона из оболочки. Это та же величина, что и фактическая (отрицательная) энергия электрона, которая высвобождается, если электрон освобождается.

      Свободные электроны: Это электроны, которые не связаны электронной оболочкой вокруг ядра. Они имеют кинетическую энергию:

      Кинетическая энергия = 1 / 2 MV 2

      , где M = Mass

      9 VELICTION 9024 ARSICTION

      ARSTICTION

      ARSTICTION

      ARSICTION

      . выражается в электрон-вольтах (эВ) или кэВ (1 кэВ = 1000 эВ)

      1 эВ = 1,6022 x 10 19 Джоули

      Ключевые моменты:

      Увеличенный атомный номер =

      · Увеличение энергии связи электронов (больше протонов, поэтому для высвобождения электронов требуется больше энергии. большее положительное притяжение)

      Увеличенное расстояние от ядра электрона =

      · Снижение энергии связи (уменьшение положительное притяжение протонов)


      Ядерная стабильность

      Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны отталкиваются друг от друга (электростатическая сила), но ядро ​​удерживается вместе за счет сильная ядерная сила.

      Сильное ядерное взаимодействие (также известное как сильное взаимодействие): Существует сильная сила притяжения на расстояниях между нуклонами <10 -15 м, которая меняется на силу отталкивания на расстоянии <10 -16 м. Нуклоны отделены друг от друга на расстоянии ~5 х 10 90 257 -16 90 258 м, на котором наблюдается наибольшее притяжение.

      Электростатическая сила (также известная как кулоновская сила):  Это сила отталкивания между протонами. На расстоянии 10 -15 до 10 -16 м сильное взаимодействие притяжения (сильное ядерное взаимодействие) намного больше, чем электростатическая сила отталкивания, и ядро ​​удерживается вместе.

      Диаграмма Сегре

      По мере увеличения атомного номера (т. е. количества протонов) требуется больше нейтронов, чтобы предотвратить электростатические силы, раздвигающие протоны, и сохранить стабильность ядра.

      Оставить комментарий