| |||||||||||
| |||||||||||
|
| |||||||||||
Различное чило электронов на внешнем энергетическом уровне:
Можно записать так:Строение и свойства атомов химических элементов.
Введение
Геохимия
– это наука о химическом составе Земли,
ее оболочек и различных геологических
образований, наука о законах миграции,
концентрации и рассеяния химических
элементов в различных геологических
процессах.
Главная задача геохимии заключается в познании существа изучаемого геологического объекта на уровне химических элементов, выявлении закономерностей строения, условий и процессов его образования и принятия на этой основе практически важных решений.
В
атомах выделяют ядро и электронную
оболочку. Ядро сложено положительно
заряженными протонами и лишенными
заряда нейтронами. Количество протонов
определяет положительный заряд ядра и
номер химического элемента в таблице
Д.И.Менделеева. Заряд ядра нейтрализуется
отрицательно заряженными электронами,
образующими электронную оболочку. Ее
размер в сотни тысяч раз превосходит
размер ядра. Поэтому размер атомов и
ионов определяется их электронной
оболочкой, а их масса, наоборот,
определяется массой ядра, т.к. масса
электрона в 1836 раз легче протона и в
1921 раз легче нейтрона. У некоторых
химических элементов количество
нейтронов в их ядрах может быть разным.
Это определяет наличие у элемента
изотопов с разной атомной массой.
Электроны в атомах образуют оболочки, которые нумеруются, начиная от ядра. Номер оболочки представляет собой главное квантовое число, которое совпадает с номером периода в таблице Д.И.Менделеева. Поэтому в вертикальных столбцах таблицы Менделеева сверху вниз происходит увеличение размеров атомов, ионов и уменьшение потенциалов их ионизации.
Внутри каждой оболочки происходит заполнение электронами разрешенных квантовой механикой s-, p-, d-, f- подоболочек в последовательности увеличения их энергии. В горизонтальных рядах таблицы Менделеева слева направо вследствие возрастания заряда ядер происходит уменьшение размеров атомов, ионов и увеличение потенциалов их ионизации.
С
точки зрения теории кислот и оснований
Льюиса-Бренстеда-Усановича атомы, ионы
присоединяющие электроны, являются
кислотами, а атомы, ионы, отдающие
электроны являются основаниями. Поэтому
в соответствии с отмеченными выше
тенденциями изменения потенциалов
ионизации элементов в таблице Менделеева
можно считать, что в вертикальных
столбцах этой таблицы сверху вниз
происходит усиление щелочных свойств
элементов, а в горизонтальных ее рядах
слева направо усиливаются кислотные
свойства элементов.
Обзор атомной структуры | Введение в химию |
Цель обучения
- Обсудить электронные и структурные свойства атома
Ключевые моменты
- Атом состоит из двух частей: ядра, которое находится в центре атома и содержит протоны и нейтроны, и внешней части атома, которая удерживает электроны на орбите вокруг ядра. ядро.
- Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, около 1,67 × 10-24 грамма, которую ученые определяют как одну атомную единицу массы (а.
е.м.) или один дальтон. - Каждый электрон имеет отрицательный заряд (-1), равный положительному заряду протона (+1).
- Нейтроны — это незаряженные частицы, находящиеся внутри ядра.
е.м.) или один дальтон.Термины
- протонПоложительно заряженная субатомная частица, входящая в состав ядра атома и определяющая атомный номер элемента. Он весит 1 а.е.м.
- атом Наименьшее возможное количество вещества, которое все еще сохраняет свою идентичность как химический элемент, состоящий из ядра, окруженного электронами.
- нейтрон Субатомная частица, входящая в состав ядра атома. У него нет заряда. По массе он равен протону или весит 1 а.е.м.
Атом – это наименьшая единица вещества, сохраняющая все химические свойства элемента. Атомы объединяются, образуя молекулы, которые затем взаимодействуют, образуя твердые тела, газы или жидкости. Например, вода состоит из атомов водорода и кислорода, которые, объединившись, образуют молекулы воды.
Многие биологические процессы посвящены расщеплению молекул на составные атомы, чтобы их можно было собрать в более полезную молекулу.
Атомные частицы
Атомы состоят из трех основных частиц: протонов, электронов и нейтронов. Ядро (центр) атома содержит протоны (положительно заряженные) и нейтроны (без заряда). Самые внешние области атома называются электронными оболочками и содержат электроны (отрицательно заряженные). Атомы обладают различными свойствами в зависимости от расположения и количества их основных частиц.
Атом водорода (H) содержит только один протон, один электрон и не содержит нейтронов. Это можно определить, используя атомный номер и массовое число элемента (см. понятие об атомных числах и массовых числах).
Структура атома Элементы, такие как гелий, изображенные здесь, состоят из атомов. Атомы состоят из протонов и нейтронов, расположенных внутри ядра, с электронами на орбиталях, окружающих ядро.
Атомная масса
Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, примерно 1,67×10 -24 грамма. Ученые определяют это количество массы как одну атомную единицу массы (аму) или один дальтон. Несмотря на то, что протоны имеют одинаковую массу, они заряжены положительно, а нейтроны заряда не имеют. Следовательно, количество нейтронов в атоме вносит значительный вклад в его массу, но не в его заряд.
Электроны намного меньше по массе, чем протоны, и весят всего 9,11 × 10 -28 грамма, или около 1/1800 атомной единицы массы. Следовательно, они не вносят большого вклада в общую атомную массу элемента. При рассмотрении атомной массы принято игнорировать массу любых электронов и вычислять массу атома, основываясь только на числе протонов и нейтронов.
Электроны вносят большой вклад в заряд атома, так как каждый электрон имеет отрицательный заряд, равный положительному заряду протона. Ученые определяют эти заряды как «+1» и «-1».
В незаряженном нейтральном атоме число электронов, вращающихся вокруг ядра, равно числу протонов внутри ядра. В этих атомах положительные и отрицательные заряды компенсируют друг друга, что приводит к атому без суммарного заряда.
Протоны, нейтроны и электроны И протоны, и нейтроны имеют массу 1 а.е.м. и находятся в ядре. Однако протоны имеют заряд +1, а нейтроны не заряжены. Электроны имеют массу примерно 0 а.е.м., вращаются вокруг ядра и имеют заряд -1.
Изучение свойств электронов Сравните поведение электронов с поведением других заряженных частиц, чтобы узнать свойства электронов, такие как заряд и масса.
Объем атомов
С учетом размеров протонов, нейтронов и электронов большая часть объема атома — более 99 % — фактически представляет собой пустое пространство. Несмотря на все это пустое пространство, твердые объекты не просто проходят друг через друга. Электроны, окружающие все атомы, заряжены отрицательно и заставляют атомы отталкиваться друг от друга, не позволяя атомам занимать одно и то же пространство.
Эти межмолекулярные силы не позволяют вам провалиться сквозь такой объект, как ваш стул.
Интерактив: построй атом Постройте атом из протонов, нейтронов и электронов и посмотрите, как изменится элемент, заряд и масса. Тогда сыграйте в игру, чтобы проверить свои идеи!
Show Sources
Безграничный выбор и выбор высококачественного контента с открытой лицензией со всего Интернета. Данный конкретный ресурс использовал следующие источники:
«Безграничный».
http://www.boundless.com/ Безграничное обучение
CC BY-SA 3.0.
“нейтрон”.
http://en.wiktionary.org/wiki/neutron
Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
“электрон”.
http://en.wiktionary.org/wiki/electron Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
“протон”.
http://en.
wiktionary.org/wiki/proton
Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
“атом”.
http://en.wiktionary.org/wiki/atom
Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
«Сунил Кумар Сингх, Основные типы сил. 27 октября 2013 г.».
http://cnx.org/content/m14044/latest/ OpenStax CNX
CC BY 3.0.
«Колледж OpenStax, биология. 16 октября 2013 г.».
http://cnx.org/content/m44390/latest/?collection=col11448/latest OpenStax CNX
CC BY 3.0.
«Колледж OpenStax, атомы, изотопы, ионы и молекулы: строительные блоки. 16 октября 2013 г.».
http://cnx.org/content/m44390/последние/Рисунок_02_01_01.jpg OpenStax CNX
CC BY 3.0.
Лицензии и атрибуции
Лицензионный контент CC, ранее опубликованный
- Boundless Chemistry. Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Предоставлено : Безграничное обучение. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike Atomic Properties
Atomic PropertiesОбнаружено, что электроны, связанные с атомами, обладают измеримыми свойствами, которые демонстрируют квантование. Электроны обычно находятся в квантованных энергетических состояниях с самой низкой возможной энергией для атома, называемых основными состояниями. Электроны также могут находиться в более высоких «возбужденных состояниях», о чем свидетельствуют линейчатые спектры (например, спектр водорода), наблюдаемые, когда они возвращаются в основное состояние. Существование этих возбужденных состояний может быть продемонстрировано более непосредственно в экспериментах по столкновению, таких как эксперимент Франка-Герца. Другие свойства, связанные с уровнями энергии электрона, такие как орбитальный угловой момент и спин электрона, также квантуются и дают начало квантовым числам, используемым для характеристики уровней. В то время как уровни энергии электронов водорода зависят только от главного квантового числа, уровни энергии в других атомах сильно зависят от орбитального квантового числа. Эти уровни показывают меньшую зависимость от полного углового момента. Эта зависимость может возникать из-за взаимодействий внутри атома, таких как спин-орбитальное взаимодействие, или может возникать только при приложении внешних полей. Когда применяются магнитные поля, происходит расщепление атомных энергетических уровней из-за эффекта Зеемана, а в ответ на электрические поля происходит расщепление, называемое эффектом Штарка.
| Индекс Концепции строения атома | ||||||
| Назад |
Эти квантованные свойства связаны с периодической таблицей элементов, и требования принципа запрета Паули к квантовым числам можно рассматривать как источник периодичности. Периодическая таблица обеспечивает удобную основу для каталогизации других физических и химических свойств атомов. Квантовые числа, связанные с атомными электронами, наряду с принципом запрета Паули дают представление о построении атомных структур и наблюдаемых периодических свойствах. Порядок заполнения энергетических состояний электрона определяется энергией, при этом самое низкое доступное состояние в соответствии с принципом Паули заполняется следующим. Обозначение уровней соответствует схеме спектроскопической записи .
| Index | |||
| Назад |
При исследовании строения и свойств атомов используется квантовая природа энергетических уровней атомных электронов. |
