- •Основные понятия химии.
- •Основные законы химии.
- •I) Закон сохранения массы веществ.
- •II) Закон эквивалентов.
- •III) Закон постоянства состава.
- •IV) Закон кратных отношений.
- •V) Закон объемных отношений.
- •VI) Закон Авогадро.
- •Уравнение состояния газов.
- •Периодический закон (пз) и периодическая система (пс) д.И. Менделеева.
- •Строение атома.
- •Изотопы.
- •Ядерные реакции.
- •Строение электронной оболочки атома.
- •Пз и пс элементов в свете теории строения атомов.
- •Значение пс и теории строения атомов.
- •Возбужденное состояние атома.
- •Химическая связь.
- •Ковалентная химическая связь.
- •Характеристики ковалентной связи.
- •Полярность молекул.
- •Электроотрицательность.
- •Ионная химическая чвязь.
- •Водородная химическая связь.
- •Металлическая химическая связь.
- •Валентность и степень окисления.
- •Агрегатные состояния веществ.
- •Кристаллические решетки.
- •Химическая кинетика и равновесие. Классификация химических реакций.
Строение атома.
До конца XIX века атомы считались неделимыми. По мере накопления опытных данных пришлось отказаться от этого утверждения и признать сложность атома. В 1891 г. Стони пришел к выводу, что электричество переносится мельчайшими частицами, существующими в атомах всех химических элементов (электрон).
Через несколько лет Томсон и Перрен докажут, что электроны несут на себе отрицательный заряд, а Томсон определил скорость и массу электрона. Т.к. атом в целом электронейтрален, предполагалось, что остальные части атомов заряжены положительно. В 1911 году Эрнест Резерфорд изучал рассеяние положительно заряженных α-частиц (He+2). Они проходили через тонкую золотую фольгу и попадали на экран, покрытый люминофором (ZnS), который начинал светится, что делало возможным подсчет α-частиц. При этом обнаружили, что некоторые α-частицы как бы натыкались на что-то твердое, массивное и одинаково с ним заряженное и летели в сторону. Рассчитали, что эти события возможны, если бы вся масса атома и положительный заряд были сосредоточены в крохотном ядре.
В 1911 году Резерфорд предложил ядерную модель строения атома. По этой теории атом состоит из ядра, которое имеет положительный заряд, и электронов, которые движутся вокруг ядра. Совокупность электронов в атоме называется его электронной оболочкой. Диаметр атома - величина порядка 10-10 м, а диаметр ядра - величина порядка 10-14 – 10-15 м.
В 1913 г. Английский ученый Д. Мозли обнаружил, что величина положительного заряда ядра атома равна порядковому номеру элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Атом электронейтрален, следовательно, число электронов в электронной оболочке атома равно заряду ядра или порядковому номеру элемента в периодической системе Z.
В 1932 г. советские ученые Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон и, независимо от ниx, немецкий ученый В. Гейзенберг создали протонно-нейтронную теорию строения ядра. Согласно этой теории, ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Протон р - это частица с массой, равной 1 а. е. м., и зарядом + 1. Нейтрон n – это электронейтральная частица массой, близкой к массе протона.
Заряд ядра атома определяется числом протонов которые входят в его состав. Следовательно, число протонов в ядре атома также равно порядковому номеру элемента в периодической системе Д.И. Менделеева.
Масса атома А равна сумме масс всех частиц, которые входят в атом:
А = масса протонов + масса нейтронов + масса электронов.
Maссa электронов настолько мала, что ею можно пренебречь, и масса атома определяется суммой масс его протонов и нейтронов. Общее число протонов и нейтронов называется массовым числом (А). Оно равно округленному до целого числа значению относительной атомной массы.
Ar = Z + N,
где Ar – относительная атомная масса элемента, Z – число протонов (или порядковый номер элемента в периодической системе), N – число нейтронов.
Таким образом, число нейтронов в ядре атома равно разности между относительной атомной массой элемента и его порядковым номером:
N = Ar – Z.
Например, в ядре атома урана [Ar(U) = 238] содержится 92 протона и электронов и 238 – 92 = 146 нейтронов.
Таблица. Характеристики частиц, которые входят в состав атома.
Область атома, в которой находятся частицы |
Частицы |
||||
название |
символ |
масса, a. е. м. |
заряд, единицы элементарного заряда |
число в атоме |
|
Ядро |
Протон |
|
1 |
+1 |
Z |
Нейтрон |
|
1 |
0 |
Ar – Z |
|
Электронная оболочка |
Электрон |
e- |
1/1840 |
-1 |
Z |
Протоны, нейтроны, электроны - это элементарные частицы. В настоящее время известно около двухсот элементарных частиц, обладающих разными свойствами (массой, зарядом и другими).