ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Атомные модели из "Основы общей химии" Решение первого вопроса дали работы с так называемыми рентгеновскими лучами. В 1895 г. Рентген, изучая свойства катодных лучей, обнаружил, что те места стеклянной трубки, на которые попадает поток электронов, испускают какое-то новое, действующее на фотографическую пластинку излучение, легко проходящее сквозь стекло, дерево и т. д., но сильно задерживаемое большинством металлов. [c.72] Благодаря большой проникающей способности рентгеновские лучи широко применяются в медицине, так как позволяют путем просвечивания и фотографирования обнаруживать внутри живого организма различные дефекты (переломы костей, опухоли и т. п.). На рис. И1-13 в качестве примера показан снимок кисти руки. Очень жесткие (т. е. [c.72] Рентгеновские лучи возникают при ударе быст ро летящих электронов об атомы элементов, входящих в состав стекла. Если применить грубое сравнение, то это можно сопоставить с падением камня в спокойную жидкость — при таком ударе на ее поверхности возникнут волны. Характер последних будет при данной массе камня, его скорости, размерах и т. д. зависеть также и от свойств самой жидкости и изменится с заменой, например, воды на масло. Аналогично этому при данной скорости электрона характер рентгеновских лучей — их длина волны — будет изменяться е зависимости от того, в атом какого элемента ударяется летящий электрон. [c.73] Так как в состав стекла входят различные элементы, получаемое излучение содержит лучи разных длин волн, что создает неудобства при пользовании им. Для избежания этого в рентгеновской трубке (рис. 111-14) против катода К) устанавливается анод А), сделанный из какого-либо простого вещества. Попадая на его однородную поверхность, поток электронов вызывает образование рентгеновских лучей, характеризующихся некоторой определенной длиной волны. [c.73] Схема рентгеновской трубки. [c.73] ДО ближайшего целого числа масса атома в единицах атомных весов. Например, ядро атома фтора (2 = 9, А = 19) состоит из 9 протонов и 10 нейтронов. [c.74] III-15. Длины волн рентгеновских лучей для элементов от Ti до Zn. [c.74] Ввиду электронейтральности атома число электронов, входящих в его структуру, равно заряду ядра, т. е. порядковому (атомному) номеру соответствующего химического элемента. Установление этого числа (2) П031В0лил0 подойти к построению атомных моделей. [c.74] В общих чертах вопрос был решен Бором (1913 г.). Для химии наиболее интересны модели, разработанные в 1916 г. Косселем. Хотя при их построении принимался во внимаиие ряд различных свойств атомов, здесь можно ограничиться рассмотрением химической стороны рассуждений. [c.74] При переходе от легких ко все более тяжелым атомам заряды их ядер последовательно возрастают. С другой стороны, химические свойства элементов при том же переходе изменяются периодически (1 5) Отсюда следует, что химические свойства определяются не столько общим числом электронов в атоме, сколько их относительным рас положением. [c.74] Но если это так, то и обратно, исходя из химических свойств можно получить указания на расположение электронов. В частности, следует ожидать некоторую периодичность его изменения при последовательном возрастании зарядов ядер. [c.74] Наконец, большую роль играли соображения, связанные со свойствами инертных газов то обстоятельство, что элементы этой группы не вступали в химические реакции, указывало на особую устойчивость электронных структур их атомов. [c.75] Построение простейшей модели атома водорода не представляет трудностей электрон вращается в этом атоме вокруг протона. Для следующего элемента — гелия — возможны уже две различные модели (рис. П1-17) два его электрона могут вращаться по орбитам, расположенным либо на различных расстояниях от ядра А), либо на одинаковом (Б), что схематически обозначено помещением их на одну окружность. Выбор между ними может быть произведен на основании химических свойств гелия. Если бы верна была модель А, то внешний электрон был бы связан в-гелии не прочнее, чем в водороде. В соответствии с этим гелий должен был бы походить по свойствам на водород. Между тем он химически инертен. Это говорит за то, что оба его электрона находятся в одинаковых условиях и оба весьма прочно связаны с ядром, что и заставляет остановиться на модели Б. [c.75] Следующий элемент — литий — имеет уже три электрона. Для него мыслимы четыре различные модели, показанные на рис. III-18. Литий представляет собой металл, по- химическим свойствам похожий на натрий и во всех своих соединениях одновалентный. Очевидно, что этому лучше всего соответствует модель Г. Принципиально важно то обстоятельство, что в ней сохраняется устойчивая конфигурация гелия из двух электронов в первом слое около ядра. [c.75] Элемент с атомным номером 4 — бериллий — всегда двухвалентен. Это показывает, что валентными являются в нем только два электрона, причем оба они находятся в одинаковых условиях. Очевидно, что и в бериллии сохраняется устойчивая гелийная двойка, а два остальных электрона располагаются в следующем слое. [c.75] Продолжая рассмотрение, находим, что элемент 11 —натрий — одновалентен, магний—двухвалентен и т. д. Так как второй электронный слой заполнен уже в неоне, валентные электроны этих элементов будут располагаться в третьем слое. Электронные модели для элементов от неона до аргона приведены на рис. 111-19. [c.76] Свободные электронные пары иногда обозначают черточка . Напри-мер, атомы серы и хлора в таком изображении имеют вид 5 и -С1 . [c.76] Само собой разумеется, что приведенные модели атомов отображают их строение лишь весьма схематично. Однако именно эта первая ступень познания структуры атома — распределение электронов по слоям — имеет основное значение для понимания химических свойств и процессов. [c.76] Вернуться к основной статье