8 КЛАСС. СТРОЕНИЕ АТОМА. АТОМНОЕ ЯДРО 

Долгое время люди считали атом неделимой частицей, однако исследования физиков показали, что это не так. Устройство атома отдаленно напоминает нашу Солнечную систему: в центре атома, подобно Солнцу, расположено небольшое, но довольно тяжелое ядро, а вокруг ядра с огромной скоростью движутся электроны — маленькие, почти невесомые частицы. Мы знаем, что размеры атома ничтожно малы, и увидеть атомы невозможно даже в самый сильный микроскоп. Ядро же в тысячи раз меньше самого атома: если бы размеры атома сравнить с размерами стадиона, то ядро оказалось бы не больше вишневой косточки, лежащей в центре футбольного поля. Все остальное место в атоме занимают электроны, летящие по своим орбитам. 

                                        

Что же удерживает ядро и электроны вместе, не дает им отделиться друг от друга? Чтобы понять это, нам придется поговорить о зарядах. Представим себе, что у нас есть две магнитные стрелки от компасов. Они двухцветны. Попробуем сблизить их кончики:  стрелки будут отталкиваться одинаково окрашенными кончиками;  различно же окрашенные кончики притянутся, как бы прилипнут друг к другу.   Можно проверить это и на подковообразных магнитах: они тоже могут притягиваться только противоположно заряженными полюсами.  

    Притягиваться друг к другу могут не только различно окрашенные полюса магнитов, но и отдельные частицы. Для этого частица должна иметь определенное свойство — заряд. Зарядов существует два вида: положительный (+) и отрицательный (-). Притягиваются друг к другу только частицы с различными зарядами — разноименно заряженные частицы.      Заряды могут быть различными по величине: более сильными, более  слабыми, но обязательно или положительными, или отрицательными. 

     Какое отношение все это имеет к атому? Самое прямое. Ядро атома всегда несет положительный заряд, а электроны — отрицательный. Поэтому электроны обычно не удаляются от ядра. А большая скорость движения не дает электронам упасть на ядро, притянувшись к нему. 

      Некоторые электроны все же могут преодолеть силу притяжения ядра и улететь к ядру другого атома. Это обычно бывает при химическом взаимодействии веществ —  химических реакциях. Об этом будем говорить в следующих темах.  

СТРОЕНИЕ ЯДРА АТОМА 

Еще в начале нашего века английский ученый-физик Эрнест Резерфорд и его сотрудник Джеймс Чедвик определили заряды ядер атомов различных элементов. Оказалось, что эти заряды по величине в точности равны порядковым номерам элементов в периодической системе. Почему же заряды элементов неодинаковы? 

     Оказывается, ядро атома тоже имеет сложное строение. Оно состоит из различных частиц, самыми главными из них являются протоны и нейтроны. На схеме это выглядит так: 

   Для упрощения расчетов массы протона и нейтрона  принято считать равными единице; заряд протона   равен + 1,   нейтрон  заряда не имеет.   

    Весь заряд ядра атома складывается из зарядов отдельных протонов, поэтому   общее число их совпадает с зарядом ядра,  следовательно, и с порядковым номером элемента в периодической системе. Масса же ядра равна общей массе всех его протонов и нейтронов. Она фактически равна атомной массе, потому что масса электронов ничтожно мала и обычно не учитывается. Поэтому число нейтронов в ядре атома высчитывается по разнице атомной массы и атомного номера элемента. 

Ядро атома водорода состоит из одного протона. 

Заряд ядра   + 1.   

Масса ядра атома  = 1. 

 

Ядро атома гелия: два протона и два нейтрона.  

Заряд ядра  = +2  

Масса ядра  атома =  4  

 

Ядро атома лития: 3 протона и  4 нейтрона.

Заряд ядра  + 3

Масса ядра атома = 7.

 

Пользуясь периодической системой элементов, можно рассчитать состав ядра атома любого элемента. Надо лишь учесть, что: 

  • число протонов равно заряду ядра и порядковому номеру элемента; 
  • число нейтронов равно разнице между атомной массой элемента и порядковым номером его. 

     Число электронов в атоме всегда должно быть равно числу протонов, тогда положительные и отрицательные заряды уравновешивают друг друга, и атом оказывается электронейтральным (заряда не имеет). 

 

ИЗОТОПЫ 

    Вот что удивительно: число протонов и нейтронов в ядре всегда бывает целым, а вот атомная масса элементов в системе обозначается, как правило, дробным числом. В чем причина этого? 

Дело в том, что не все атомы любого взятого элемента одинаковы полностью. Протонов у всех их поровну — в соответствии с порядковым номером элемента, а вот число нейтронов может быть различным. 

Такие разновидности атомов одного и того же элемента называются изотопами. Они  имеют один и тот же заряд ядра, но различаются по массе. 

У атома хлора известно два изотопа:   35С1 и   37С1.  В каждой сотне 

атомов хлора обычно 25 атомов хлора с массой 37 и 75 атомов с массой 35. Попробуем найти среднюю атомную массу хлора: 75 • 35 + 25 • 37 = 3550, отсюда     3550 : 100 = 35,5  

Похожим образом высчитывается средняя атомная масса каждого элемента. 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *