Az atom definíciója. Miből áll az atom? infografika

ATOM, az anyag legkisebb részecskéje, amely kémiai reakciókon mehet keresztül. Minden anyagnak megvan a maga atomkészlete. Valamikor úgy tartották, hogy az atom oszthatatlan, azonban egy pozitív töltésű AGOMBÓL áll, amely körül negatív töltésű elektronok keringenek. Az atommag (amelynek létezését 1911-ben Ernst RUTHERFORD állapította meg) sűrűn csomagolt protonokból és neutronokból áll. Az atomon belüli térnek csak egy kis részét foglalja el, azonban az atom szinte teljes tömegét ez teszi ki. 1913-ban Niels BOR azt javasolta, hogy az elektronok rögzített pályán mozogjanak. Azóta a KVANTUMMECHANIKA kutatása a pályák újszerű megértéséhez vezetett: Heisenberg BIZONYTALANSÁGI ELVE szerint a szubatomi részecske pontos helyzete és mozgási PILLANTYA nem ismerhető meg egyszerre. Az atomban lévő elektronok száma és elrendezésük határozza meg Kémiai tulajdonságok elem. Ha egy vagy több elektront hozzáadunk vagy elveszünk, ion keletkezik.

Az atom tömege az atommag méretétől függ. Ez teszi ki az atom tömegének legnagyobb részét, mivel az elektronok nem nyomnak semmit. Például az uránatom a természetben előforduló legnehezebb atom, 146 neutronból, 92 protonból és 92 elektronból áll. Másrészt a legkönnyebb a hidrogénatom, amelynek 1 protonja és egy elektronja van. Az uránatom azonban, bár 230-szor nehezebb, mint a hidrogénatom, csak háromszor nagyobb méretű. Egy atom tömegét atomtömeg egységekben fejezzük ki, és u-val jelöljük. Az atomok még kisebb részecskékből állnak, amelyeket szubatomi (elemi) részecskéknek neveznek. A főbbek a protonok (pozitív töltésű), a neutronok (elektromosan semleges) és a >lsktronok (negatívan "töltöttek") Az nrounonok és neutronok felhalmozódása az összes >lsmston atomjának középpontjában egy Atommagot képez (a hidrogén kivételével, amely csak egy protonja van). „Elektronok” forognak körül! magok tőle bizonyos távolságra, arányosak a pa-val (az atom méretei. | (Ha például egy hélium atom magja akkora lenne, mint egy teniszlabda, akkor az elektronok 6 km-re lennének tőle 112 van különféle típusok atomok, ahány elem van a periódusos rendszerben. Az elemek atomjait rendszámuk és rendszámuk alapján különböztetjük meg atomtömeg. AZ ATOM ATOGA Az atom tömege elsősorban a viszonylag sűrű magnak köszönhető. I (a rotonok és neutronok tömege megközelítőleg 1K4 ()-szer nagyobb, mint az elektronoké. Mivel a futások pozitív töltésűek, a neutronok pedig semlegesek, az atommag mindig pozitív töltésű. Mivel az ellentétes töltések kölcsönösen vonzzák egymást, az atommag az elektronokat a magukban tartja A futások és a neutronok még kisebb részecskékből, kvarkokból állnak. a háttérbe atomban határozza meg kémiai tudatlanságát H oshichis a naprendszer bolygóiról, a neuronok véletlenszerűen keringenek az atommag körül, oiMiiMi sem fix távolságra az atommagtól, azaz IVH "oSyulochki".a pozitív töltésű mag vonzerejét leküzdve. Semleges atomban az elektronok pozitív töltése egyensúlyba hozza a protonok pozitív töltését az atommagban. Ezért egy elektron eltávolítása vagy hozzáadása az agomában egy töltött ion megjelenéséhez vezet. Az elektronhéjak energiaszintjüktől függően meghatározott távolságra helyezkednek el az atommagtól. Minden héj számozott, a magtól számítva. Egy agomon legfeljebb hét kagyló található, és mindegyik csak tartalmazhat bizonyos szám elektronok. Ha van elég energia, az elektron egyik héjról a másikra, magasabbra tud ugrani. Amikor ismét az alsó héjhoz ér, foton formájában bocsát ki sugárzást. Az elektron a leptonoknak nevezett részecskék osztályába tartozik, antirészecskéjét pedig pozitronnak nevezik.

NUKLEÁRIS LÁNCREAKCIÓ. Egy nukleáris robbanásban, például ayumnoi oomba, egy neutron ütközik egy 23b uránmagba (vagyis egy olyan atommagba, amelyben a protonok és neutronok összszáma ≤ 35). A: nom, a neutron elnyelődik, és urán keletkezik 236 Nagyon instabil és két kisebb atommagra bomlik, amiből hatalmas mennyiségű energia és több neutron szabadul fel, kritikus feltételeknek nevezzük (a 235 urán mennyisége meghaladja a kritikus értéket). tömeg), akkor a neutronütközések száma elegendő lesz ahhoz, hogy a reakció villámgyorsan fejlődjön, azaz. folyik láncreakció. NÁL NÉL nukleáris reaktor Az EUM-folyamatból felszabaduló hőt gőz melegítésére használják, amely egy turbinagenerátort hajt meg, amely villamos energiát termel.

Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár .

Szinonimák:

Nézze meg, mi az "ATOM" más szótárakban:

atom egy atom és... Orosz helyesírási szótár

- (görög atomos, negatív részből, és tome, tomos részleg, szegmens). Egy végtelenül kicsi oszthatatlan részecske, melynek összessége alkot bármely fizikai testet. Szójegyzék idegen szavak szerepel az orosz nyelvben. Chudinov A.N., 1910. ATOM görög ... Orosz nyelv idegen szavak szótára

atom- a m. atome m. 1. Az anyag legkisebb oszthatatlan részecskéje. Az atomok nem lehetnek örökkévalók. Cantemir A természetről. Ampere úgy véli, hogy az anyag minden oszthatatlan részecskéje (atom) belső mennyiségű elektromosságot tartalmaz. DZ 1848 56 8 240. Legyen… … Az orosz nyelv gallicizmusainak történeti szótára

- (a görög atomos szóból - oszthatatlan) az anyag legkisebb alkotórészecskéi, amelyek mindent, ami létezik, beleértve a lelket is, a legvékonyabb atomokból képződnek (Leukipposz, Démokritosz, Epikurosz). Az atomok örökkévalóak, nem keletkeznek és nem tűnnek el, egy állandóságban vannak ... ... Filozófiai Enciklopédia

Atom- Atom ♦ Atom Etimológiailag az atom oszthatatlan részecske, vagy csak spekulatív felosztásnak alávetett részecske; az anyag oszthatatlan eleme (atomjai). Démokritosz és Epikurosz ebben az értelemben érti az atomot. A modern tudósok jól tudják, hogy ez ...... Sponville filozófiai szótár

- (a görög atomos oszthatatlan szóból) a kémiai elem legkisebb részecskéje, amely megőrzi tulajdonságait. Az atom közepén egy pozitív töltésű atommag található, amelyben az atom szinte teljes tömege koncentrálódik; Az elektronok körbejárnak, és elektronokat alkotnak... Nagy enciklopédikus szótár

Férj, görög oszthatatlan; az anyag oszthatóságának szélső határain, egy láthatatlan porszem, amelyből állítólag minden test, minden anyag, mintha homokszemekből állna. | Mérhetetlen, végtelenül kicsi porszem, jelentéktelen mennyiség. | A kémikusoknak van szavuk...... Szótár Dalia

cm… Szinonima szótár

ATOM- (a görög atomos oszthatatlan szóból). Az A. szót használják modern tudomány különböző értelemben. A legtöbb esetben A. a limitáló mennyiségű chem. elem, a szarvra való további töredezettség az elem egyéniségének elvesztéséhez vezet, azaz éles ... ... Nagy Orvosi Enciklopédia

atom- atom Az atom a beszéd része, mint az éneklő kémiai elem kémiai erejének legkevésbé hordozója. Vіdomo stílusok fajok atomok, sіlki є kémiai elemek és їх іzotopіv. Elektromosan semleges, atommagokból és elektronokból áll. Az atom sugara ...... Girnichiy enciklopédikus szótár

Könyvek

A hidrogénatom és a nemeuklideszi geometria, V.A. Fock. Ez a könyv az Ön megrendelésének megfelelően, igény szerinti nyomtatás technológiával készül. Az 1935-ös kiadás eredeti szerzői helyesírásával reprodukálva (kiadó "Kiadó ...
A hidrogénatom a legegyszerűbb az atomok közül. Niels Bohr elméletének folytatása. 5. rész. A fotonsugárzás frekvenciája egybeesik az elektronsugárzás átlagos frekvenciájával az átmenetben, AI Shidlovsky. Bohr elmélete a hidrogénatomról (a kvantummechanikai megközelítéssel párhuzamosan) a fizika hagyományos fejlődési útján folytatódik, ahol a megfigyelhető és a nem megfigyelhető mennyiségek párhuzamosan léteznek az elméletben. Mert…

ATOM(a görög atomos szóból - oszthatatlan), a vegyi anyag legkisebb részecskéje. elem, annak sv. Minden chem. egy elem bizonyos atomok halmazának felel meg. Egymáshoz kötődően egy vagy különböző elemek atomjai például bonyolultabb részecskéket alkotnak. . A chem minden fajtája. in-in (szilárd, folyékony és gáznemű) a bomlás miatt. atomok kombinációi. Az atomok létezhetnek a szabadban. állapot (ban, ). Az atom szent szigetei, köztük a legfontosabbak az atom vegyianyag-képző képessége szempontjából. Comm., szerkezetének sajátosságai határozzák meg.

Az atom szerkezetének általános jellemzői. Az atom egy pozitív töltésű atommagból áll, amelyet negatív töltésű atomok felhője vesz körül. Az atom egészének méreteit az elektronfelhő mérete határozza meg, és nagyok az atom _magjának méreteihez képest ( lineáris méretek egy atom ~ 10 ~ 8 cm, magjai ~ 10 "-10" 13 cm). Az atom elektronfelhőjének nincsenek szigorúan meghatározott határai, így az atom méretét jelenti. a fokozatok feltételesek, és attól függnek, hogyan határozzák meg őket (lásd). Az atom magja Z-ből és N-ből áll, amelyeket nukleáris erők tartanak (lásd). Pozitív töltés és negatív. a töltések azonosak ab-ban. az és értéke egyenlő e = 1,60 * 10 -19 C; nincs áram. díj. Nukleáris töltés +Ze - fő. egy atomra jellemző, amely meghatározza egy adott vegyi anyaghoz való tartozását. elem. elem a periodikában periodikus rendszer () egyenlő a magban lévő számmal.

Egy elektromosan semleges atomban a felhőben lévő szám megegyezik az atommagban lévő számmal. Bizonyos körülmények között azonban elveszítheti vagy megtapadhat, elfordulhat, ill. pozícióban. vagy tagadja. , például. Li+, Li 2+ vagy O-, O 2-. Ha egy bizonyos elem atomjairól beszélünk, ezek mind semleges atomokat, mind ezt az elemet jelentik.

Az atom tömegét az atommag tömege határozza meg; a tömeg (9,109 * 10 -28 g) körülbelül 1840-szer kisebb, mint a tömeg vagy (1,67 * 10 -24 g), így az atom tömegéhez való hozzájárulása elhanyagolható. Teljes számés A \u003d Z + N hívva. . és az atommag töltése rendre van feltüntetve. felső és alsó index az elemszimbólumtól balra, pl. 23 11 Na. Egy elem atomjainak megtekintése bizonyos értéket N nam. . Ugyanazon elem azonos Z-vel és különböző N-nel rendelkező atomjait nevezzük. ezt az elemet. A tömegkülönbség csekély hatással van kémiai összetételükre. és fizikai St. wah. A legtöbb átlag, eltérés () a nagy relatív miatt figyelhető meg. különbségek egy közönséges atom tömegében (), D és T. Pontos értékek módszerekkel határozzák meg az atomok tömegét.

Az egyelektronos atom stacioner állapotát négy kvantumszám jellemzi egyedülállóan: n, l, m l és m s . Egy atom energiája csak n-től függ, és egy adott n-es szint számos l, m l, m s értékben eltérő állapotnak felel meg. Az adott n és l állapotokat általában 1s-nek, 2s-nek, 2p-nek, 3-nak stb. jelölik, ahol a számok az l értékeit, a latin s, p, d, f és további betűk pedig az értékeket jelölik. q = 0, 1, 2, 3, ... Diff. adott n és q állapotok 2(2l + 1) az m l és m s értékek kombinációinak száma. Az összes dec. állapotok adott n is , azaz az n = 1, 2, 3, ... értékű szintek 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . Az a szint, amelynek csak egy felel meg (egy hullámfüggvény), ún. nem degenerált. Ha a szint kettőnek vagy többnek felel meg, akkor hívják. degenerált (lásd ). Az atomban az energiaszintek l-ben és m l-ben degeneráltak; a degeneráció m s-ben csak megközelítőleg megy végbe, ha a kölcsönhatást nem vesszük figyelembe. pörgő mágnes. nyomaték mágnessel mező az elektromos pályamozgás következtében. kernel mező (lásd). Ez egy relativisztikus hatás, a Coulomb-kölcsönhatáshoz képest kicsi, de alapvetően jelentős, mert továbbihoz vezet energiaszintek felosztása, ami az ún. finom szerkezet.

Adott n, l és m l, a hullámfüggvény modulusának négyzete határozza meg az elektronfelhő átlagos eloszlását az atomban. Diff. atomok eloszlásukban jelentősen különböznek egymástól (2. ábra). Így l = 0 esetén (s-állapotok) nem nulla az atom középpontjában, és nem függ az iránytól (azaz gömbszimmetrikus), más állapotok esetén az atom középpontjában nullával egyenlő és az iránytól függ.

Rizs. 2. Az elektronfelhők formája az atom különböző állapotaira.

Többelektronos atomokban a kölcsönös elektrosztatikus. taszítás jelentősen csökkenti kapcsolatukat a maggal. Például a He +-tól való elválasztás energiája 54,4 eV, a semleges He atomban sokkal kisebb - 24,6 eV. A nehezebb atomok esetében a kötés külső. a maggal még gyengébb. A sokelektronos atomokban fontos szerepet játszik a specifitás. , ami a megkülönböztethetetlenséggel jár, és az a tény, hogy engedelmeskednek, Krom szerint mindegyikben négy kvantumszámmal jellemezhető, nem lehet több egynél. Többelektronos atom esetén célszerű csak a teljes atom egészéről beszélni. Azonban hozzávetőlegesen az ún. egyelektronos közelítés, minden egyelektronos állapotot különállónak tekinthetünk és jellemezhetünk egy négyes halmazzal. kvantumszámok n, l, m l és m s . A 2(2l + 1) halmaz adott n és l állapotú elektronhéjat alkot (alszintnek, alhéjnak is nevezik); ha ezek az állapotok mind foglaltak, a héjat hívják. kitöltve (zárva). Egy 2p 2 állapotból álló halmaz azonos n-nel, de eltérő l-vel alkot egy elektronikus réteget (szintnek, héjnak is nevezik). n = 1, 2, 3, 4, ... esetén a rétegeket K, L, M, N, ... szimbólumok jelölik. A táblázatban a héjak és a rétegek száma teljesen kitöltött állapotban van megadva:

Egy atomban álló állapotok között lehetségesek. Ha többről költözik magas szint E i energiát egy alacsonyabb E k-ra az atom energiát ad le (E i - E k), a fordított átmenet során kapja azt. A sugárzási átmenetek során egy atom elektromágneses kvantumot bocsát ki vagy nyel el. sugárzás (foton). Lehetséges és amikor az atom energiát ad vagy kap a kölcsönhatásban. más részecskékkel, amelyekkel ütközik (pl. in) vagy hosszú távon társul (in. A kémiai tulajdonságokat a külső szerkezete határozza meg. elektronhéjak atomok, amelyekben viszonylag gyengén kötődnek (több eV-tól több tíz eV-ig terjedő kötési energiák). A külső szerkezete atomok héja chem. egy csoport (vagy alcsoport) elemei periodikus. rendszerekhez hasonlóan, ami meghatározza a kémiai hasonlóságot. St. ezekben az elemekben. A töltőhéj számának növekedésével kötési energiájuk általában növekszik; max. zárt héjban kötési energiájuk van. Ezért az atomok egy vagy több. részben kitöltött mellékben. shell adja meg őket a chem. kerületek. Atomok, a Krím-félszigeten hiányzik egy vagy több. zárt mellék kialakítására. a kagylók általában elfogadják őket. Atomok zárt ext. héjak, normál körülmények között nem kerülhetnek vegyszerbe. kerületek.

A belső szerkezete Az atomok héjai, a to-rykh sokkal erősebben kapcsolódnak össze (kötési energia 10 2 -10 4 eV), csak akkor jelenik meg, ha a kölcsönhatás. atomok gyors részecskékkel és nagy energiájú fotonokkal. Az ilyen interakciók határozza meg a röntgenspektrumok természetét és a részecskék ( , ) atomok általi szórását (lásd ). Az atom tömege határozza meg a fizikai állapotát. St-va, mint impulzus, kinetikus. energia. A mechanikai és kapcsolódó magn. és elektromos Az atommag pillanatai valamilyen finom fizikaitól függenek. hatások (a sugárzás frekvenciájától függ, ami az atomhoz tartozó anyag törésmutatójának attól való függését határozza meg. Az atom optikai tulajdonságai és elektromos tulajdonságai közötti szoros kapcsolat különösen az optikai spektrumokban jelenik meg.

===
Használat irodalom a cikkhez "ATOM": Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Structure, 3. kiadás, M., 1978; E. V. Schloeki, Atomic Physics, 7. kiadás, 1-2. kötet, M., 1984. M. A. Elyashevich.

oldal "ATOM" anyagokból készült.

ATOM

(a görög atomos szóból - oszthatatlan), a vegyi anyag legkisebb részecskéje. elem, a hordozója az ő sv. Minden chem. egy elem bizonyos A halmazának felel meg. Egymással összekapcsolódva egy vagy különböző elemek A. összetettebb részecskéket alkotnak például. molekulák. A chem minden fajtája. in-in (szilárd, folyékony és gáznemű) a bomlás miatt. kombinációi A. egymás között. A. létezhet a szabadban. állapot (gázban, plazmában). Saint-va A., beleértve a kémia számára legfontosabb képességet A. vegyszer képzésére. Comm., szerkezetének sajátosságai határozzák meg.

Az atom szerkezetének általános jellemzői. Az A. pozitív töltésű atommagból áll, amelyet negatív töltésű elektronok felhője vesz körül. Az A. egészének méreteit az elektronfelhő mérete határozza meg, és az A^ mag méreteihez képest nagyok (az A. lineáris méretei ~ 10-8 cm, magjai ~ 10"-10" 13 cm). Az A. elektronikus felhőjének nincsenek szigorúan meghatározott határai, ezért az A. méretei átlagosan. A fokozatok feltételesek, és attól függnek, hogyan határozzák meg őket (lásd. atomi sugarak). Az A. magja Z protonból és N neutronból áll, amelyeket nukleáris erők tartanak össze (lásd. atommag). Pozitív protontöltés és negatív. az elektrontöltés abs-ban azonos. az és értéke egyenlő e = 1,60 * 10 -19 C; nincs áram. díj. Nukleáris töltés +Ze - fő. jellemző az A.-ra, amely meghatározza egy bizonyos vegyi anyaghoz való tartozását. elem. Az elem sorszáma a periódusban. a Mengyelejev-rendszerhez (atomszám) egyenlő az atommagban lévő protonok számával.

Elektromosan semleges légkörben a felhőben lévő elektronok száma megegyezik az atommagban lévő protonok számával. Bizonyos körülmények között azonban elveszítheti vagy felveheti az elektronokat, elfordulhat, ill. pozícióban. vagy tagadja. ion például. Li+, Li 2+ vagy O-, O 2-. Amikor egy bizonyos elem A.-járól beszélünk, mind a semleges A.-t, mind ezt az elemet értik.

Az A. tömegét magjának tömege határozza meg; az elektron tömege (9,109 * 10 -28 g) körülbelül 1840-szer kisebb, mint egy proton vagy neutron tömege (1,67 * 10 -24 g), így az elektronok hozzájárulása az A. tömegéhez elhanyagolható. A protonok és neutronok teljes száma A = Z + N hívott tömegszám. Tömegszámés az atommag töltése rendre van feltüntetve. felső és alsó index az elemszimbólumtól balra, pl. 23 11 Na. Egy elem atomjainak típusa bizonyos Nnaz értékkel. nuklid. A. ugyanaz az elem ugyanazzal a Z-vel és különböző Nnaz-val. ennek az elemnek az izotópjai. Az izotópok tömegének különbsége csekély hatással van kémiai összetételükre. és fizikai St. wah. A legtöbb átlagos különbség ( izotóp hatások) figyelhetők meg a hidrogénizotópokban a nagy rokon miatt. különbségek a közönséges atomok (protium), a deutérium D és a trícium T tömegében. Az A. tömegének pontos értékeit tömegspektrometriás módszerekkel határozzuk meg.

Az atom kvantumállapotai. Kis mérete és nagy tömege miatt az atom magja megközelítőleg pontnak tekinthető, és az atom tömegközéppontjában nyugszik, az atomot pedig egy mozdíthatatlan középpont körül mozgó elektronrendszernek - a sejtmag. Egy ilyen rendszer összenergiája egyenlő a kinetika összegével. az összes elektron T energiája és az U potenciális energia, amely az elektronok atommag általi vonzási energiájának és az elektronok egymástól való kölcsönös taszításának energiájának összege. A. betartja a törvényeket kvantummechanika; az ő fő kvantumrendszerként jellemző – összenergia E - a diszkrét sorozatnak csak az egyik értékét veheti fel E 1< Е 2 < Е 3 <> ...; int. A. nem birtokolhat energiaértékeket. Az E mindegyik "megengedett" értéke egy vagy többnek felel meg. Az A stacionárius (időben nem változó energiájú) állapotai. Az E energia csak ugrásokkal változhat - az A. kvantumátmenetével egyik álló állapotból a másikba. A kvantummechanika módszereivel pontosan kiszámítható az E az egyelektronos atomokra - hidrogénre és hidrogénszerű atomokra: E \u003d ChhcRZ 2 / n 2,> ahol h- Planck állandó val vel- a fénysebesség, egy n= 1, 2, 3, ... egész szám határozza meg az energia diszkrét értékeit és hívják. főkvantumszám; Rydberg R-konstans ( hcr = 13,6 eV). Ha f-l-t használunk az egyelektron diszkrét energiaszintjének kifejezésére, az A-t a következő formában írjuk:

ahol te -> elektrontömeg, -elektromos állandó, Az elektronok energiájának lehetséges "megengedett" értékei A.-ban az energiaszintek diagramjaként vannak ábrázolva - vízszintes egyenesek, amelyek közötti távolságok megfelelnek ezen energiaértékek különbségeinek (1. ábra) . max. a lehető legalacsonyabb energiának megfelelő alacsony szintű E 1, ún. a fő, az összes többi - izgatott. Hasonlóképpen hívják. állapotok (a földi és a gerjesztett X Krím felé a jelzett energiaszinteknek felel meg. Növekvő szintekkel közelednek egymáshoz és -kor az elektronenergia megközelíti az A-ból eltávolított szabad (nyugalmi) elektronnak megfelelő értéket. Az A kvantumállapota. E energiával teljes mértékben leírható a hullámfüggvény, ahol r az elektron sugárvektora az atommaghoz viszonyítva A szorzat egyenlő az elektron megtalálásának valószínűségével a térfogatban dV, azaz -valószínűségi sűrűség ( elektronsűrűség). A hullámfüggvényt a = Schrödinger egyenlet határozza meg, ahol R a teljes energia operátor (Hamilton).

Az energiával együtt az elektron mag körüli mozgását (pályamozgást) egy pálya szögmomentum (pályamechanikai impulzus) jellemzi M 1 ; a nagyságának négyzete az l = 0, 1, 2, ... orbitális kvantumszám által meghatározott értékeket vehet fel; , ahol . Adott és esetén az l kvantumszám értéket vehet fel 0-tól (és 1-ig). A pálya impulzusának egy bizonyos z tengelyre való vetítése is egy diszkrét M lz = értéksort vesz fel, ahol m l egy mágneses kvantumszám, amelynek diszkrét értékei H l-től +l(-l,..)-ig terjednek. . - 1, O, 1, ... + l), összesen 2l+ 1 értékek. z tengely az A. számára ext hiányában. erőket önkényesen választják meg, és magn. mező egybeesik a térerősség vektor irányával. Az elektronnak is megvan a maga szögimpulzusa - spinés a kapcsolódó spin magn. pillanat. Spin mech négyzet. pillanat M S2 =S(S>).+ + 1) az S= 1/2 spinkvantumszám és ennek a nyomatéknak a z tengelyre való vetülete határozza meg sz==- kvantumszám s,> félegész értékeket véve s = 1/2 >és s=

Rizs. 1. A hidrogénatom energiaszintjének vázlata ( vízszintes vonalak) és optikai átmenetek (függőleges vonalak). Az alábbiakban a hidrogén atomemissziós spektrumának egy része látható - két spektrális vonal; a szaggatott vonal a vonalak és az elektronátmenetek megfelelését mutatja.

Az egyelektronos A. stacionárius állapotát négy kvantumszám egyedileg jellemzi: n, l, m l és m s. Energia A. hidrogén csak attól függ P,és egy adott p-vel rendelkező szint számos l, m l értékben eltérő állapotnak felel meg, s . > Az adott pi l állapotokat általában 1s, 2s, 2p, 3s stb., ahol a számok l értékét, az s betűk pedig p, d, f és tovább a latin ábécében a d \u003d 0, 1, 2, 3, ... A dekomp. adott pi d állapotok 2(2l+1) az m l és m s értékek kombinációinak száma. Az összes dec. adott joggal állítja , azaz az n = 1, 2, 3, ... értékű szintek 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. kvantumállapotok. Az a szint, amelynek csak egy felel meg (egy hullámfüggvény), ún. nem degenerált. Ha egy szint két vagy több kvantumállapotnak felel meg, akkor ún. degenerált (lásd energiaszintek degenerációja). A hidrogénatomizmusban az energiaszintek l-ben és ml-ben degeneráltak; a degeneráció m s-ben csak megközelítőleg megy végbe, ha a kölcsönhatást nem vesszük figyelembe. pörgő mágnes. az elektron pillanata mágnessel. mező az elektron keringési mozgása miatt elektromos. kernel mező (lásd spin-pálya kölcsönhatás). Ez egy relativisztikus hatás, a Coulomb-kölcsönhatáshoz képest kicsi, de alapvetően jelentős, mivel többlethez vezet. energiaszintek hasadása, ami atomspektrumokban ún. finom szerkezet.

Adott n, l és m l, a hullámfüggvény modulusának négyzete határozza meg az elektronsűrűség átlagos eloszlását az A-beli elektronfelhőre. Diff. a hidrogén A. kvantumállapotai jelentősen eltérnek egymástól az elektronsűrűség eloszlásában (2. ábra). Így l = 0 (s-állapotok) esetén az elektronsűrűség nem nulla az atom középpontjában, és nem függ az iránytól (azaz gömbszimmetrikus), a többi állapot esetében pedig nullával egyenlő az atom középpontjában. az atom középpontja és az iránytól függ.

Rizs. 2. Elektronfelhők alakja a hidrogénatom különböző állapotaira.

Többelektronos A.-ban a kölcsönös elektrosztatikus. az elektronok taszítása jelentősen csökkenti kapcsolatukat az atommaggal. Például egy elektron leválásának energiája egy He + ionról 54,4 eV, a semleges He atomban sokkal kisebb - 24,6 eV. Nehezebb A. csatlakozáshoz mellék. az atommaggal rendelkező elektronok még gyengébbek. Fontos szerepet játszik a többelektronos A. specifikus. csere interakció,összefüggésbe hozható az elektronok megkülönböztethetetlenségével és azzal a ténnyel, hogy az elektronok engedelmeskednek Pauli elv, Krom szerint minden egyes kvantumállapotban, amelyet négy kvantumszámmal jellemeznek, nem lehet több elektronnál. A sokelektronos A. esetében csak az egész A. egészének kvantumállapotairól van értelme beszélni. Azonban hozzávetőlegesen az ún. egyelektronos közelítés, figyelembe vehetjük az egyes elektronok kvantumállapotait és jellemezhetjük az egyes egyelektronos állapotokat (egy bizonyos orbitális, a megfelelő függvénnyel leírva) négy kvantumszámból álló n, l, m l és s.> 2(2l + 1) elektronból álló halmaz pi l adatokkal rendelkező állapotban elektronhéjat alkot (alszintnek, alhéjnak is nevezik); ha mindezeket az állapotokat elektronok foglalják el, a héjat ún. kitöltve (zárva). Összesített az azonos n-nel rendelkező, de eltérő l-es állapotok elektronikus réteget alkotnak (szintnek, héjnak is nevezik). Mert n= Az 1, 2, 3, 4, ... rétegeket szimbólumok jelölik NAK NEK, L, M, N,... A héjakban és a rétegekben lévő elektronok számát teljes töltésnél a táblázat tartalmazza:

Az A.-ban lévő elektron kötésének erőssége, vagyis az az energia, amelyet az elektronnak át kell adni, hogy eltávolítsa az A.-ból, csökken n növekedésével, és adott esetben p - s növekedése l. A héjak és rétegek elektronokkal való feltöltésének sorrendje egy összetett atomban meghatározza annak elektronkonfigurációját, vagyis az elektronok eloszlását a héjakon az atom és ionjai alapállapotában (nem gerjesztett). Egy ilyen töltéssel a és/vagy növekvő értékű elektronok egymás után kötődnek. Például az A. nitrogén (Z \u003d 7) és ionjai N +, N 2+, N 3+, N 4+, N 5+ és N 6+ esetében az elektronikus konfigurációk rendre a következők: Is 2 2s 2 2p 3; 2 2s 2 2p 2; 2 2s 2 2p; értéke 2 2s 2; 2 2s; értéke 2; Is (az egyes héjakban lévő elektronok számát a jobb felső sarokban lévő index jelzi). A nitrogénionokkal azonos elektronkonfigurációjú semleges A. elemek azonos elektronszámmal: C, B, Be, Li, He, H (Z = 6, 5, 4, 3, 2, 1). n = 4-től kezdve megváltozik a héj kitöltési sorrendje: nagy elektronok P, de a kisebb l erősebben kötött, mint például a kisebb és nagyobb l-es elektronok (Klecskovszkij szabálya). A 4s elektronok erősebben kötődnek, mint a 3d elektronok, és először a 4s héj töltődik meg, majd 3d. A héjak töltésekor 3d, 4d, 5d megfelelő átmeneti elemek csoportjait kapjuk; töltéskor 4f-és 5f kagyló - ill. lantanidok és . A kitöltési sorrend általában a kvantumszámok összegének növekedésének felel meg (n + l ); ha ezek az összegek két vagy több héj esetén egyenlőek, akkor először a kisebb u-val rendelkező héjakat töltjük ki. Van egy nyom. Az elektronhéjak kitöltésének sorrendje:

Minden periódusra a nemesgáz elektronkonfigurációja, max. az elektronok száma, az utolsó sor pedig az n + l értékeit mutatja. Vannak azonban eltérések ettől a töltési sorrendtől (a héjak kitöltésével kapcsolatos további részletekért lásd Periodikus rendszer kémiai elemek).

Stacionárius állapotok között A. lehetséges kvantumátmenetek. Magasabb E i energiaszintről alacsonyabbra E k A. energiát ad le (E i H E k), fordított átmenetben fogadja. A sugárzási átmenetek során az A. elektromágneses kvantumot bocsát ki vagy nyel el. sugárzás (foton). Az is lehetséges, amikor A. kölcsönhatás során energiát ad vagy kap. más részecskékkel, amelyekkel összeütközik (például gázokban) vagy állandó kapcsolatban áll (molekulákban, folyadékokban és szilárd anyagok). Atomi gázokban a szabad ütközése következtében. A. egy másik részecskével egy másik energiaszintre léphet - rugalmatlan ütközést tapasztalhat; rugalmas ütközésben csak a kinetika változik. posztulált energia. A. mozdulatai, és annak teljes vnutr. E energia változatlan marad. Rugalmatlan ütközésmentes. A. gyorsan mozgó elektronnal, ami ennek az A.-nak adja kinetikáját. energia, - A. gerjesztése elektronütéssel - az A energiaszintek meghatározásának egyik módszere.

Az atom szerkezete és az anyagok tulajdonságai. Chem. St. szigeteket a külső szerkezete határozza meg. az A. elektronikus héjai, amelyekben az elektronok viszonylag gyengén kötődnek (néhány eV-tól több tíz eV-ig terjedő kötési energiák). A külső szerkezete kagylók A. chem. egy csoport (vagy alcsoport) elemei periodikus. rendszerekhez hasonlóan, ami meghatározza a kémiai hasonlóságot. St. ezekben az elemekben. A töltőhéjban lévő elektronok számának növekedésével kötési energiájuk általában növekszik; max. a kötési energiát zárt héjban lévő elektronok birtokolják. Ezért A. egy vagy több. elektronok egy részben kitöltött ext. shell adja meg őket a chem. kerületek. A., a Krímből hiányzik egy vagy több. elektronok zárt ext. a kagylók általában elfogadják őket. DE. nemesgázok, miután bezárta a mellékállomást héjak, normál körülmények között nem kerülhetnek vegyszerbe. kerületek.

A belső szerkezete A. héjak, a to-rykh elektronok sokkal erősebben kötődnek (kötési energia 10 2 -10 4 eV), csak a kölcsönhatásban nyilvánul meg. A. gyors részecskékkel és nagyenergiájú fotonokkal. Az ilyen interakciók határozza meg a röntgenspektrumok karakterét és a részecskék (elektronok, neutronok) atomhullám általi szórását (ld. diffrakciós módszerek). Az A. tömege meghatározza a fizikai. St-va, mint impulzus, kinetikus. energia. A mechanikai és kapcsolódó magn. és elektromos az atommag pillanatai A. függenek valamilyen finom fizikai. hatások (NMR, NQR, spektrumvonalak hiperfinom szerkezete, cm spektroszkópia).

Gyengébb, mint a chem. elektrosztatikus csatlakozás. kölcsönhatás két A. kölcsönös polarizálhatóságukban - az elektronok atommagokhoz viszonyított elmozdulásában és a polarizáció bekövetkezésében - nyilvánul meg. vonzási erők A. között (lásd. intermolekuláris kölcsönhatások). Az A. külsőben is polarizált. elektromos mezők; Ennek eredményeként az energiaszintek eltolódnak, és ami különösen fontos, a degenerált szintek kettéválnak (lásd az ábrát). Stark hatás). Az A. elektromos hatására is polarizálódhat. elektromágneses hullámterek. sugárzás; függ a sugárzás frekvenciájától, amely meghatározza a sziget törésmutatójának attól való függését, ami a polarizálhatósághoz kapcsolódik A. Szoros kapcsolat optikai. St. A. az elektromos. St. akkor különösen hangsúlyos az optikai. spektrumok.

Ext. A. elektronjai határozzák meg és magn. sv-va in-va. Az A.-ban kitöltött mellékel. kagylók a magn. a pillanat, valamint az impulzus teljes momentuma (mechanikai nyomaték), nulla. A. részben kitöltött. a héjakon általában állandó mágnesek vannak. nullától eltérő pillanatok; az ilyen anyagok paramágnesesek (lásd paramágnesek). Az ext. magn. mező minden energiaszint A., to-rykh magn. a nyomaték nem egyenlő nullával, oszlik (lásd az ábrát). Zeeman-effektus). Mindegyik A. rendelkezik diamágnesességgel, ami egy indukált mágnes megjelenésének köszönhető bennük. pillanat a külső hatása alatt magn. mezők (lásd dielektrikumok).

St. A., székhelye kötött állapot(pl. ami a molekulák része), eltérnek az sv-in svob-tól. A. naib. változásokon mennek keresztül St. Islands által meghatározott külső. a kémiai folyamatban részt vevő elektronok. kommunikáció; sv-va, elektronok határozzák meg ext. héjak, gyakorlatilag változatlanok maradhatnak. Az A. egyes tulajdonságai az adott atom környezetének szimmetriájától függően változhatnak. Példa erre az A. energiaszintek felosztása kristályokban és komplex Comm., vágás elektromos hatására következik be. a környező ionok vagy ligandumok által létrehozott mezők.

Megvilágított.: Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Structure, 3. kiadás, M., 1978; Schloekiy E. V., Atomic Physics, 7. kiadás, 1-2. kötet, M., 1984. M. A. Eljasevics.

Kémiai Enciklopédia. - M.: Szovjet enciklopédia. Szerk. I. L. Knunyants. 1988 .

Szinonimák:

Nézze meg, mi az "ATOM" más szótárakban:

atom egy atom és... Orosz helyesírási szótár

- (görög atomos, negatív részből, és tome, tomos részleg, szegmens). Egy végtelenül kicsi oszthatatlan részecske, melynek összessége alkot bármely fizikai testet. Az orosz nyelvben szereplő idegen szavak szótára. Chudinov A.N., 1910. ATOM görög ... Orosz nyelv idegen szavak szótára

ATOM, az anyag legkisebb részecskéje, amely kémiai reakciókba léphet. Minden anyagnak megvan a maga atomkészlete. Valamikor úgy tartották, hogy az atom oszthatatlan, de egy pozitív töltésű ATOmagból áll, ... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

Világunk rengeteg titkot és megfejtetlent rejt magában, mert a fizikai és kémiai folyamatok valóban csodálatosak. A tudósok azonban folyamatosan igyekeztek megérteni az anyag lényegét, amelyből az élet az univerzumban szövődik. Ez a kérdés gyakran kezdett felmerülni az emberiségben sokáig. Ez a cikk megmondja, mi az egyszerű atom, milyen elemi részecskékből áll, és hogyan fedezték fel a tudósok a kémiai elem legkisebb részének létezését.

Mi az atom és hogyan fedezték fel?

Az atom a kémiai elem legkisebb része. A különböző elemek atomjai a protonok és a neutronok számában különböznek.

A hélium atom és magjának összehasonlító mérete

Az ókori görögök voltak az elsők, akik elkezdtek komolyan gondolkodni azon, hogy miből áll minden tárgy. Egyébként az "atom" szó innen származik görög fordításban pedig „oszthatatlant” jelent. A görögök azt hitték, hogy előbb-utóbb lesz olyan részecske, amelyet nem lehet felosztani. De az érvelésük inkább spekulatív volt, mint tudományos, ezért nem mondható, hogy ez õsember volt az első, aki nagy felfedezéseket tett a kis részecskék létezésével kapcsolatban.

Tekintsük a legkorábbi elképzeléseket arról, hogy mi az atom.

ókori görög filozófus Demokritosz Feltételezték, hogy bármely anyag fő paraméterei az alak és a tömeg, és minden anyag kis részecskékből áll. Démokritosz példát hozott a tűzre: ha ég, akkor a részecskék, amelyekből áll, élesek. A víz éppen ellenkezőleg, sima, mivel képes folyni. A szilárd tárgyak részecskéinek állapota pedig véleménye szerint durva, mivel képesek teljesen kötődni egymáshoz. Démokritosz abban is biztos volt, hogy az emberi lélek atomokból áll.

Érdekes tény: ha a 19. századig csak filozófusok foglalkoztak az atom kérdésével, akkor John Daltonő lett az első kísérletező, aki kis részecskéket tanulmányozott. A kísérletek során rájött, hogy az atomoknak van különböző tömegű, valamint különféle tulajdonságokkal. Egyébként sokkal érdekesebb az atomok elrendezését tanulmányozni bizonyos anyagok molekuláiban, ha megfigyeljük kémiai reakciók amelyek a kísérletek során előfordulnak. Dalton munkái, bár nem magyarázták meg, mi az atom egésze, néhány más tudósnak búcsút adtak.

John Dalton (1808) által ábrázolt atomok és molekulák

1904-ben John Thomson feltevést terjesztett elő az atommodellről: a tudós úgy vélte, hogy az atom egy pozitív töltésű anyagból áll, amelynek belsejében negatív töltésű testek találhatók. A feltételezéssel az a probléma, hogy Thompson megpróbálta saját modelljét használni az elemek spektrális vonalainak figyelembevételére, de kísérletei kudarcot vallanak.

Ugyanakkor a japán fizikus Hataro Nagaoka elismerte, hogy az atom hasonló a Szaturnusz bolygóhoz: állítólag egy pozitív töltésű magból és a körülötte keringő elektronokból áll. De az atommodellje nem volt teljesen helyes.

1911-ben a tudós Rutherford egy másik feltételezést terjesztett elő az atom szerkezetére vonatkozóan. Hipotéziseinek eredménye lenyűgöző volt: a modern tudományban ma már erősen támaszkodnak ennek a fizikusnak a felfedezésére.

1913-ban Niels Bohr előterjesztett egy félklasszikus elméletet az atom szerkezetéről, Rutherford munkái alapján.

Az atom Rutherford-modelljének megalkotása

Nézzük meg ezt a modellt, mert részletezi az atom néhány tulajdonságát. Ahogy korábban említettük, Ernest Rutherford, "apa" magfizika 1911-ben kezdett el dolgozni az atom modelljén. A fizikus akkor kezdte elérni a kívánt eredményt, amikor cáfolni kezdte Thomson atommodelljét. A tudós segítségére volt egy Geiger és Marsden által az alfa-részecskék szórásával kapcsolatos kísérletnek. A tudós azt javasolta, hogy az atomnak nagyon kicsi pozitív töltésű magja van. Ezek az érvek segítettek létrehozni egy olyan atommodellt, amely hasonló a Naprendszerhez, ezért kapta a nevet « bolygómodell atom".

Egy atom bolygómodellje: atommag (piros) és elektronok (zöld)

Az atom közepén található az atommag, amely szinte az atom teljes tömegét tartalmazza, és pozitív töltésű. Az atommag protonokból és neutronokból áll. Protonok - elemi részecskék pozitív töltésű, a neutronok pedig olyan elemi részecskék, amelyeknek nincs töltésük. A mag körül, mint a bolygók Naprendszer, az elektronok forognak.

A legtöbben az atom témáját tanultuk az iskolában, fizika órán. Ha ennek ellenére elfelejtette, miből áll az atom, vagy csak most kezdi végigmenni ezen a témán, ez a cikk csak neked szól.

Mi az atom

Ahhoz, hogy megértsük, miből áll az atom, először meg kell értenünk, mi az. Az általánosan elfogadott szakdolgozat in iskolai tananyag A fizika szerint az atom bármely kémiai elem legkisebb részecskéje. Így az atomok mindenben benne vannak, ami körülvesz bennünket. Akár animált, akár élettelen tárgy, az alsóbb fiziológiai és kémiai rétegeken atomokból áll.

Az atomok egy molekula részei. E hiedelem ellenére vannak olyan elemek, amelyek kisebbek az atomoknál, például a kvarkok. A kvarkok témája nem esik szóba sem az iskolában, sem az egyetemeken (különleges esetek kivételével). Quark - kémiai elem, amelynek nincs belső szerkezete, i.e. sokkal könnyebb szerkezetű, mint egy atom. A Ebben a pillanatban a tudomány 6 féle kvarkot ismer.

Miből áll az atom?

A körülöttünk lévő összes tárgy, ahogy már említettük, áll valamiből. A szobában van egy asztal és két szék. Minden bútor viszont valamilyen anyagból készül. Ebben az esetben fa. A fa molekulákból áll, és ezek a molekulák atomokból állnak. És végtelen sok ilyen példa van. De miből áll maga az atom?

Az atom egy magból áll, amely protonokat és neutronokat tartalmaz. A protonok pozitív töltésű részecskék. A neutronok, ahogy a neve is mutatja, semleges töltésűek, azaz. nincs díja. Az atommag körül egy mező (elektromos felhő) található, amelyben elektronok (negatív töltésű részecskék) mozognak. Az elektronok és a protonok száma eltérhet egymástól. Ez a különbség kulcsfontosságú a kémiában, amikor egy anyaghoz való tartozás kérdését vizsgáljuk.

A fenti részecskékből eltérő számú atomot ionnak nevezünk. Ahogy azt sejteni lehetett, egy ion lehet negatív vagy pozitív. Negatív, ha az elektronok száma meghaladja a protonok számát. Ezzel szemben, ha több proton van, az ion pozitív lesz.

Az atom az ókori gondolkodók és tudósok szemében

Vannak nagyon érdekes feltevések az atommal kapcsolatban. Alább lesz egy lista:

Démokritosz javaslata. Démokritosz feltételezte, hogy egy anyag tulajdonsága az atom alakjától függ. Így ha valami folyadék tulajdonsággal rendelkezik, akkor ez pontosan annak köszönhető, hogy a folyadékot alkotó atomok simaak. Démokritosz logikája alapján a víz és például a tej atomjai hasonlóak.
planetáris feltevések. A 20. században egyes tudósok olyan feltételezéseket fogalmaztak meg, hogy az atom egyfajta bolygó. Az egyik ilyen feltételezés a következő volt: a Szaturnusz bolygóhoz hasonlóan az atomnak is vannak gyűrűi az atommag körül, amelyek mentén az elektronok mozognak (az atommagot magával a bolygóval, az elektromos felhőt pedig a Szaturnusz gyűrűivel hasonlítják össze). A bizonyított elmélettel való objektív hasonlóság ellenére ezt a verziót megcáfolták. Hasonló volt Bohr-Rutherford javaslata is, amelyet később szintén cáfoltak.

Ennek ellenére nyugodtan kijelenthetjük, hogy Rutherford nagy ugrást tett a megértés felé igazi esszencia atom. Igaza volt, amikor azt mondta, hogy az atom hasonló az atommaghoz, ami önmagában pozitív, és atomok mozognak körülötte. Modellének egyetlen hibája az, hogy az atom körüli elektronok nem mozognak semmilyen meghatározott irányba. Mozgásuk kaotikus. Ezt bebizonyították, és kvantummechanikai modell néven bekerült a tudományba.