ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Заполнение атомных орбиталей электронами. Связь между строением электронных оболочек и положением элемента в Периодической системе. Использование Периодической системы для определения порядка заполнения энергетических уровней и подуровней из "Готовимся к экзамену по химии" В этом разделе мы попытаемся разобраться в том, как устроен атом и чем атомы одного химического элемента отличаются от атомов другого химического элемента, а также научимся получать информацию о строении конкретного атома на основе его расположения в Периодической системе химических элементов. Подробное изложение истории о там, как человечество пришло к столь значительным знаниям, нас, в данный момент, не интересует. [c.20] Химический элемент - эго вид атомов с определенным зарядом ядра. [c.21] Атомы одного химического элемента, различающиеся, значением массового числа, называют изотопами. [c.22] Поскольку массы протона и нейтрона практически равны 1 а,е.м,, то масса атома в а,е,м, численно совпадает со значением массового числа. Поэтому число нейтронов в атоме с определенным значением массового числа можно получить, если из значения массового числа, совпадающего со значением относительной атомной массы, вычесть число протонов, совпадающее с порядковым номером элемента. [c.22] Задача. Определите состав ядра атомов азота со значением относительной атомной массы 15. [c.22] Значение массового числа совпадает со значением относительной атомной массы, следовательно А=15. Число нейтронов находим по формуле N =A N =15-7=8. [c.22] Во-вторых, масса атома на самом деле несколько отличается от прямой суммы масс протонов и нейтронов. [c.23] Размер ядра значительно меньше размера, приходящегося на один атом в какой-либо молекуле. Размер ядра и размер атома соотносятся, как высота ботинка и высота главного здания Московского Университета (здание в 38 этажей). [c.23] которые удерживают вместе протоны и нейтроны, называют ядерными силами. Природа этих сил довольно сложная. [c.23] Более подробно строение атомного ядра рассматривается в курсе физики. [c.23] Движение электрона в атоме подчиняется определенным, довольно сложным, законам, часть из которых мы рассмотрим чуть позднее. [c.23] Состояние электронов в атоме описать довольно сложно. Мы попробуем представить это описание качественно, поэтому некоторые моменты могут показаться несколько упрощенными, но в данном случае нас, в первую очередь, интересует наглядность изложения. [c.25] Первой из важных характеристик электрона в атоме является то, что он находится в непрерывном движении. Если бы этого движения не было, то электрон упал бы на ядро, так как между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженным электроном существует огромная сила притяжения. Состояние электрона в атоме не поддается описанию с помощью законов обычной механики макроскопических тел. В физике микромира действуют другие законы. Их описывают с помощью науки, которая называется квантовой механикой. [c.25] Скорость движения электрона в атоме очень велика. Его движение не поддается описанию в уравнениях, применимых к движению частиц. Движение электрона вокруг ядра описывается уравнением, сходным с уравнением движения волны, которое вы изучали в курсе физики. Вы легко можете измерить энергию, которую несет луч света (например, нагревая этим лучом металлическую пластинку). Вы можете измерить скорость распространения световой волны. Ко Вы не сможете указать точку, где хранилась эта энергия, вы не можете назвать массу волны. Т. е. при описании электрона в процессе движения вокруг ядра мы можем говорить о его энергии (и скорости), но не можем говорить о положении и массе. Если же мы будем рассматривать электрон в состоянии покоя и описывать его как частицу, то сможем определить положение и массу, но ничего не узнаем об энергии его движения. Несколько грубым способом мы подошли к формулировке принципа неопределенности. [c.25] Масса электрона в состоянии покоя (тогда мы имеем право говорить о массе) почти в 2000 раз меньше массы протона. По этому мы указали выше, что в ядре сосредоточена практически вся масса атома. [c.26] Для описания состояния злектрона в атоме в качестве важнейшей характеристики принято считать энергию. Чуть позже, в разделах 2.З., 2.4. и 2.5. мы подробно остановимся на том, почему именно энергия связи электрона с ядром играет ключевую роль. Пока же примгм эта как аксиому. [c.26] Как же тогда описать электрон в атоме Он постоянно движется, Способы этого движения могут быть разкь ми. [c.26] Вернуться к основной статье