Сучасні уявлення про будову атома

РОЗДІЛ 1 ПОВТОРЕННЯ ТА ПОГЛИБЛЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ ОСНОВНОЇ ШКОЛИ

§ 3. Сучасні уявлення про будову атома

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

Характеризувати основні положення сучасної теорії будови атома, склад атомних ядер;

Пояснювати значення понять “нукліди”, “нуклони”, “ізотопи”, “орбіталь”;

Уміти визначати число протонів і нейтронів у ядрі атома, число електронів у атомі, його масове число.

Упродовж 25 століть, із часів філософів Давньої Греції і до кінця ХІХ ст., у науці

панувала думка про те, що атом – найменша неподільна частинка речовини, яка залишається незмінною під час будь-яких процесів чи явищ.

Проте наприкінці ХІХ ст. у фізиці було зроблено низку відкриттів, які засвідчили складну будову атома.

– Пригадайте, які відкриття стали прямими доказами складності атома.

На підставі нових відкриттів почала розвиватися теорія будови атома (модель будови атома Е. Резерфорда, 1911 р.; модель Н. Бора, 1913 р.).

– Поясніть, що є спільним для цих моделей і

чим вони різняться одна від одної.

Сучасна теорія будови атома виникла як результат переосмислення й доповнення теорії Бора. Найсуттєвішим нововведенням стало поняття про електронну хмару (атомну орбіталь), яке прийшло на зміну поняттю про електрон лише як частинку. Орбіталлю називається простір навколо ядра, в якому перебування електрона найімовірніше. Сучасна квантова теорія будови атома враховує хвильові властивості електрона та інших елементарних частинок – протонів, нейтронів тощо.

Основні положення сучасної теорії будови атома

1. Електрону властива двоїста (корпускулярно-хвильова) природа. Як частинка електрон має певну масу і заряд, а як хвиля – здатність до дифракції (обгинання перешкоди).

2. Для електрона неможливо одночасно й точно виміряти координату та енергію. У кожний момент часу можна визначити лише одну з цих властивостей.

3. Електрон в атомі не обертається навколо ядра за певною траєкторією, а може рухатися в будь-якій частині навколоядерного простору. Однак вірогідність перебування його в різних частинах простору неоднакова.

4. Ядра атомів складаються з протонів і нейтронів. Число протонів дорівнює атомному номеру елемента (протонне число), а сума чисел протонів і нейтронів (нуклонів) відповідає його масовому числу.

Різні види атомів мають загальну назву – нукліди. Найважливіші характеристики нуклідів – атомний номер і масове число, їх позначають зліва від символу елемента, наприклад n Na – нуклід Натрію. Якщо нукліди одного й того самого елемента мають однаковий заряд ядра, але різні масові числа, вони називаються ізотопами. Наприклад,  Сучасні уявлення про будову атома– ізотопи Карбону.

Розрізняють стійкі (стабільні) та нестійкі (радіоактивні) ізотопи. Їх називають і позначають тими самими символами, що й хімічні елементи. Винятком є ізотопи Гідрогену, які мають індивідуальні назви і символи:

Тритій.

 Сучасні уявлення про будову атома

Знаючи частки ізотопів у природному елементі та середнє значення їх атомних мас, можна визначити відносну атомну масу елемента у періодичній системі. Загальна формула для розрахунку:

 Сучасні уявлення про будову атома

■ Приклад. У природному Хлорі частка нукліда 35Cl становить ≈ 75,53 %о, а нукліда 37Cl ≈ 24,47 % (атомних відсотків). Визначити відносну атомну масу елемента Хлору.

 Сучасні уявлення про будову атома

Коротко про головне

Атом – складна частинка. Він складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. Ядро атома містить протони і нейтрони, загальна назва яких – нуклони.

Маса атома зосереджена в його ядрі. Кількість протонів і нейтронів визначає масове число елемента. Кількість протонів у ядрі дорівнює атомному номеру (протонному числу) елемента, а кількість нейтронів – масовому числу мінус атомний номер.

Електрон має корпускулярно-хвильову природу. Кількість електронів у атомі також дорівнює атомному номеру (протонному числу) елемента.

Електрони в атомі постійно рухаються, але певної траєкторії руху вони не мають. Електрон може перебувати в будь-якій ділянці простору біля ядра, утворюючи електронну хмару. Така тривимірна ділянка простору біля ядра, де перебування електрона найімовірніше, називається орбіталлю.




Сучасні уявлення про будову атома