Побудуйте схему будови атомів з порядковими номерами №18, №21 запишіть їх електронну формулу, розподіл електронів по орбіталях (тобто графічну формулу.
Ответы
Відповідь:
Відомо, що атом складається з ядра та електронів. Співвідношення між розмірами ядра і атома наступні: якщо уявити атом як кульку, то діаметр його dатома ≈ 10–9 м, діаметр ядра dядра ≈ 10–13 м, то dатома/dядра = 104. Нехай уявно ядро має діаметр 1 мм (величина макового зернятка), тоді діаметр атома становитиме 104 мм = 10 м (величина великої зали).В складі ядра є так звані нуклони (від лат. nucleous – ядро) – це протони та нейтрони, маса яких відповідно дорівнює 1,007 а.о.м. та 1,009 а.о.м.; з точністю до сотих маси їх однакові і дорівнюють 1 а.о.м. Нейтрон заряду немає – частинка електронейтральна, а протон має позитивний заряд, який дорівнює +1 (найменша умовна одиниця заряду, відповідно дорівнює 1,602·10–19 Кл). Між нуклонами діють внутріядерні сили взаємодії, які детально вивчаються в фізиці). Вся маса атома зосереджена в ядрі, так як маса електрону в 1836 разів менша, ніж маса протона чи нейтрона і складає 0,00055а.о.м.Число нуклонів, тобто сума протонів і нейтронів називається масовим числом іпозначається буквою А; кількість протонів та нейтронів відповідно позначаються через Z і N, тоді масове число визначають як суму:А=Z+NЕлектрон (ē) володіє корпускулярно-хвильовими властивостями, тобтовластивостями як частинки, так і хвилі. Електрон має заряд –1, тобто відповідає заряду протона, але з протилежним знаком.Атом є електронейтральною частинкою, і тому число електронів в ньому дорівнює числу протонів в ядрі.Маса атома дорівнює масовому числу А, тобто є цілим числом, але, як правило, атомні маси хімічних елементів не є цілими числами. Це пояснюється тим, що в природі існують атоми з однаковим зарядом ядра та однаковою кількістю електронів, але з різними масами – ізотопи. Вони відрізняються між собою кількістю нейтронів у ядрі.Наприклад, хлор, який існує в природі, на 75% складається з атомів з масовим числом А = 35 і на 25% з масовим числом А = 37. Обидва види атомів хлору мають однаковий заряд ядра і однакову кількість електронів, але різну кількість нейтронів.0,75·35 + 0,25·37 = 35,5 а.о.м.Отже, хімічний елемент – це вид атомів, який характеризується певним зарядом ядер і певною кількістю електронів, вони можуть відрізнятись між собою лише кількістю нейтронів у ядрі, тому хімічний елемент – це певний вид ізотопів. На сьогодні відомо 112 хімічних елементів: 89 з них знайдені в природі (на Землі), інші отримані штучним шляхом. Атоми існують як у вільному стані так, у сполуках з атомами того ж або інших елементів, утворюючи молекули. Здатність атомів вступати у взаємодію з іншими атомами й утворювати хімічні сполуки визначається його будовою.Крім ізотопів, існують атоми, що мають однакове масове число А, але різну кількість протонів. Вони називаються ізобарами. Наприклад, атоми 10Ве, 10В, 10С.Атоми з однаковим числом нейтронів у ядрі називаються ізотонами. Наприклад, атоми 2Н, 3Не.2.4 Стан електронів в атомі. Квантові числаПідтверджена експериментально в 1927 р. дуалістична природа електрона, що володіє властивостями не лише частинки, а й хвилі спонукала вчених до створення нової теорії будови атома, що враховує ці властивості. Дуалістичність властивостей електрона проявляється в тому, що він, з одного боку, володіє властивостями частинки (має певнумасу спокою), а з іншого – його рух нагадує хвилю і може бути описаний певною амплітудою, довжиною хвилі, частотою коливань. Тому не можна говорити про певну траєкторію руху електрона, можна судити лише про ступінь імовірності знаходження електрона в даній точці простору – його електронну орбіталь.Отже, електронна орбіталь – це деяка частина простору навколо ядра, в межах якого імовірність перебування електрона максимальна. В зв’язку з цим електрон зображають не у вигляді матеріальної точки, а ніби „розмазаним“ по всьому об’єму атома у вигляді так званої „електронної хмари“, що має області згущення і розрідження електричного заряду.Для атома Гідрогену, який складається з одного протона і одного електрона на рис 2.1 схематично зображено його „електронну хмару“.
Пояснення: