Definizione di atomo. Di cosa è fatto un atomo? infografica

ATOMO, la particella più piccola di una sostanza che può subire reazioni chimiche. Ogni sostanza ha il suo insieme di atomi. Un tempo si credeva che l'atomo fosse indivisibile, tuttavia è costituito da un NUCLEARE caricato positivamente, attorno al quale ruotano elettroni carichi negativamente. Il nucleo (la cui esistenza fu stabilita nel 1911 da Ernst RUTHERFORD) è costituito da protoni e neutroni densamente impacchettati. Occupa solo una piccola parte dello spazio all'interno dell'atomo, tuttavia rappresenta quasi l'intera massa dell'atomo. Nel 1913, Niels BOR suggerì che gli elettroni si muovessero in orbite fisse. Da allora, la ricerca nella MECCANICA QUANTISTICA ha portato a una nuova comprensione delle orbite: secondo il PRINCIPIO DI INCERTEZZA di Heisenberg, la posizione esatta e il MOMENTO di movimento di una particella subatomica non possono essere conosciuti contemporaneamente. Determinano il numero di elettroni in un atomo e la loro disposizione Proprietà chimiche elemento. Quando uno o più elettroni vengono aggiunti o rimossi, viene creato uno ione.

La massa di un atomo dipende dalla dimensione del nucleo. Rappresenta la frazione più grande del peso di un atomo, poiché gli elettroni non pesano nulla. Ad esempio, l'atomo di uranio è l'atomo più pesante presente in natura: ha 146 neutroni, 92 protoni e 92 elettroni. D'altra parte, il più leggero è l'atomo di idrogeno, che ha 1 protone e un elettrone. Tuttavia, l'atomo di uranio, sebbene 230 volte più pesante dell'atomo di idrogeno, è solo tre volte più grande. Il peso di un atomo è espresso in unità di massa atomica ed è indicato come u. Gli atomi sono costituiti da particelle ancora più piccole chiamate particelle subatomiche (elementari). I principali sono i protoni (caricati positivamente), i neutroni (elettricamente neutri) e gli >lsktron (caricati negativamente). Accumuli di prounoni e neutroni formano un nucleo al centro dell'atomo di tutti gli >nsmston (ad eccezione dell'idrogeno, che ha solo un protone). "Elettroni" che girano intorno! nuclei a una certa distanza da esso, commisurati a pa (misure dell'atomo. | (Se, ad esempio, il nucleo di un atomo di elio avesse le dimensioni di una pallina da tennis, allora gli elettroni sarebbero a una distanza di 6 km da esso Ci sono 112 vari tipi atomi, tanti quanti sono gli elementi nella tavola periodica. Gli atomi degli elementi si distinguono per il loro numero atomico e massa atomica. IL NUCLEARE DELL'ATOMO La massa dell'atomo è dovuta principalmente al nucleo relativamente denso. I (rotoni e neutroni hanno una massa circa 1K4 () volte maggiore degli elettroni. Poiché le piste sono caricate positivamente e i neutroni sono neutri, il nucleo di un atomo è sempre caricato positivamente. Poiché le cariche opposte si attraggono a vicenda, il nucleo mantiene gli elettroni nel loro orbite Run e neutroni sono costituiti da particelle ancora più piccole, quark. allo sfondo in un atomo determina la sua ignoranza chimica Hoshichis dai pianeti del sistema solare, i neuroni ruotano attorno al nucleo in modo casuale, oiMiiMi né a una distanza fissa dal nucleo, cioè IVH "oSyulochki", superando l'attrazione di un nucleo carico positivamente. In un atomo neutro, la carica positiva degli elettroni bilancia la carica positiva dei protoni nel nucleo. Pertanto, la rimozione o l'aggiunta di un elettrone nell'agoma porta alla comparsa di uno ione carico. I gusci di elettroni si trovano a distanze fisse dal nucleo, a seconda del loro livello di energia. Ogni guscio è numerato, a partire dal nucleo. Non ci sono più di sette gusci su un agome e ognuno di essi può contenere solo un certo numero elettroni. Se c'è abbastanza energia, l'elettrone può saltare da un guscio all'altro, più in alto. Quando colpisce di nuovo il guscio inferiore, emette radiazioni sotto forma di fotone. Un elettrone appartiene a una classe di particelle chiamate leptoni e la sua antiparticella è chiamata positrone.

REAZIONE A CATENA NUCLEARE. In un'esplosione nucleare, ad esempio, ayumnoi oomba, un neutrone colpisce un nucleo di uranio 23b (cioè un nucleo con un numero totale di protoni e neutroni pari a ? 35). A: nom, il neutrone viene assorbito e viene creato l'uranio.236 È molto instabile e si divide in due nuclei più piccoli, che rilasciano un'enorme quantità di energia e diversi neutroni. Denominate condizioni critiche (la quantità di uranio-235 supera la massa), allora il numero di collisioni di neutroni sarà sufficiente perché la reazione si sviluppi alla velocità della luce, cioè in corso reazione a catena. A reattore nucleare Il calore rilasciato dal processo EUM viene utilizzato per riscaldare il vapore, che aziona un generatore a turbina che genera elettricità.

Scientifico e tecnico dizionario enciclopedico .

Sinonimi:

Guarda cos'è "ATOM" in altri dizionari:

atomo un atomo e... Dizionario di ortografia russa

- (atomos greco, da una parte negativa, e tomo, reparto tomos, segmento). Una particella indivisibile infinitamente piccola, la cui totalità costituisce qualsiasi corpo fisico. Vocabolario parole straniere incluso nella lingua russa. Chudinov AN, 1910. ATOM Greco ... Dizionario di parole straniere della lingua russa

atomo- un atomo di m. m. 1. La più piccola particella indivisibile di materia. Gli atomi non possono essere eterni. Cantemir Sulla natura. Ampere crede che ogni particella indivisibile di materia (atomo) contenga una quantità intrinseca di elettricità. DZ 1848 56 8 240. Sia… … Dizionario storico dei gallicismi della lingua russa

- (dal greco atomos - indivisibile) le più piccole particelle costituenti della materia che compongono tutto ciò che esiste, compresa l'anima, formate dagli atomi più fini (Leucippo, Democrito, Epicuro). Gli atomi sono eterni, non sorgono e non scompaiono, essendo in una costante ... ... Enciclopedia filosofica

Atomo- Atomo ♦ Atomo Etimologicamente, un atomo è una particella indivisibile, ovvero una particella soggetta solo a divisione speculativa; elemento indivisibile (atomos) della materia. Democrito ed Epicuro intendono l'atomo in questo senso. Gli scienziati moderni sono ben consapevoli che questo è ... ... Dizionario filosofico di Sponville

- (dal greco atomis indivisible) la particella più piccola di un elemento chimico che conserva le sue proprietà. Al centro dell'atomo c'è un Nucleo caricato positivamente, in cui è concentrata quasi l'intera massa dell'atomo; gli elettroni si muovono, formando elettronica ... Grande dizionario enciclopedico

Marito, greco indivisibile; materia nei limiti estremi della sua divisibilità, un invisibile granello di polvere, da cui si suppone siano composti tutti i corpi, ogni sostanza, come da granelli di sabbia. | Un granello di polvere incommensurabile, infinitamente piccolo, una quantità insignificante. | I chimici hanno una parola ... ... Dizionario Dalia

Cm … Dizionario dei sinonimi

ATOMO- (dal greco atomis indivisibile). La parola A. è usata in scienza moderna in diversi sensi. Nella maggior parte dei casi, A. chiama la quantità limite di chimica. elemento, un'ulteriore frammentazione al corno porta alla perdita dell'individualità dell'elemento, cioè a un acuto ... ... Grande enciclopedia medica

atomo- atomo L'atomo fa parte del discorso, in quanto minimo portatore dei poteri chimici dell'elemento chimico cantante. Vіdomo stili di specie di atomi, sіlki di є elementi chimici e їх іzotopіv. Elettricamente neutro, composto da nuclei ed elettroni. Il raggio di un atomo ... ... Dizionario enciclopedico Girnichiy

Libri

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L'atomo di idrogeno è il più semplice degli atomi. Continuazione della teoria di Niels Bohr. Parte 5. La frequenza della radiazione fotonica coincide con la frequenza media della radiazione elettronica nella transizione, AI Shidlovsky. La teoria di Bohr dell'atomo di idrogeno ("parallela" all'approccio della meccanica quantistica) prosegue lungo il tradizionale percorso di sviluppo della fisica, dove nella teoria coesistono quantità osservabili e non osservabili. Per…

ATOMO(dal greco atomis - indivisibile), la più piccola particella di una sostanza chimica. elemento, la sua sv. Ogni chimica. un elemento corrisponde a un insieme di determinati atomi. Legandosi tra loro, gli atomi di uno o diversi elementi formano, ad esempio, particelle più complesse. . Tutte le varietà di chimica. in-in (solido, liquido e gassoso) per decomp. combinazioni di atomi. Gli atomi possono esistere nel libero. stato (in , ). Isole Sacre dell'atomo, comprese le più importanti per la capacità dell'atomo di formare una sostanza chimica. Comm., sono determinati dalle caratteristiche della sua struttura.

Caratteristiche generali della struttura dell'atomo. Un atomo è costituito da un nucleo caricato positivamente circondato da una nuvola di atomi caricati negativamente. Le dimensioni dell'atomo nel suo insieme sono determinate dalle dimensioni della sua nuvola di elettroni e sono grandi rispetto alle dimensioni del nucleo dell'atomo ( dimensioni lineari un atomo ~ 10 ~ 8 cm, i suoi nuclei ~ 10 "-10" 13 cm). La nuvola di elettroni dell'atomo non ha confini rigorosamente definiti, quindi la dimensione dell'atomo in mezzi. i gradi sono condizionali e dipendono da come sono determinati (vedi). Il nucleo di un atomo è costituito da Z e N tenuti da forze nucleari (vedi). Positivo carica e negativa. la carica è la stessa in abs. il valore e sono uguali a e = 1,60 * 10 -19 C; non ha elettricità. caricare. Carica nucleare +Ze - principale. caratteristica di un atomo che ne determina l'appartenenza ad una determinata sostanza chimica. elemento. elemento nel periodico sistema periodico () è uguale al numero nel nucleo.

In un atomo elettricamente neutro, il numero nella nuvola è uguale al numero nel nucleo. Tuttavia, in determinate condizioni, può perdere o attaccarsi, trasformandosi in risp. in posizione. o negare. , per esempio. Li +, Li 2+ o O -, O 2-. Parlando di atomi di un certo elemento, significano sia atomi neutri che questo elemento.

La massa di un atomo è determinata dalla massa del suo nucleo; la massa (9,109 * 10 -28 g) è circa 1840 volte inferiore alla massa o ( 1,67 * 10 -24 g), quindi il contributo alla massa dell'atomo è insignificante. Numero totale e A \u003d Z + N chiamato. . e la carica del nucleo sono indicate rispettivamente. apice e pedice a sinistra del simbolo dell'elemento, ad es. 23 11 Na. Vista degli atomi di un elemento con certo valore N nome. . Vengono chiamati atomi dello stesso elemento con la stessa Z e N diverso. questo elemento. La differenza di massa ha scarso effetto sulla loro chimica. e fisico San wah. La maggior parte dei mezzi, le differenze () si osservano a causa del parente grande. differenze nelle masse di un atomo ordinario (), D e T. Valori esatti le masse di atomi sono determinate con metodi.

Lo stato stazionario di un atomo di un elettrone è caratterizzato in modo univoco da quattro numeri quantici: n, l, m l e m s . L'energia di un atomo dipende solo da n e un livello con un dato n corrisponde a un numero di stati che differiscono nei valori l, m l , m s . Gli stati con n e l dati sono generalmente indicati come 1s, 2s, 2p, 3s, ecc., Dove i numeri indicano i valori di l e le lettere s, p, d, f e oltre in latino corrispondono ai valori q = 0, 1, 2 , 3, ... Numero di diff. stati con dati n e q è 2(2l + 1) il numero di combinazioni di valori m l e m s . Il numero totale di dic. stati con dato n è , cioè livelli con valori n = 1, 2, 3, ... corrispondono a 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . Il livello, a cui ne corrisponde solo uno (una funzione d'onda), chiamato. non degenerato. Se il livello corrisponde a due o più, viene chiamato. degenerare (vedi). Nell'atomo i livelli di energia sono degenerati in termini di l e ml ; la degenerazione in m s avviene solo approssimativamente, se l'interazione non viene presa in considerazione. magnete rotante. coppia con magnetico campo dovuto al moto orbitale in elettrico. campo del kernel (vedi). Questo è un effetto relativistico, piccolo rispetto all'interazione di Coulomb, ma è fondamentalmente significativo, perché porta ad ulteriori scissione dei livelli energetici, che si manifesta nella forma del cosiddetto. struttura fine.

Dati n, l e ml, il quadrato del modulo della funzione d'onda determina la distribuzione media della nuvola di elettroni nell'atomo. dis. gli atomi differiscono significativamente l'uno dall'altro nella distribuzione (Fig. 2). Quindi, per l = 0 (stati-s) è diverso da zero al centro dell'atomo e non dipende dalla direzione (cioè è sfericamente simmetrico), per altri stati è uguale a zero al centro dell'atomo e dipende dalla direzione.

Riso. 2. La forma delle nubi di elettroni per i diversi stati dell'atomo.

Negli atomi multielettronici a causa dell'elettrostatica reciproca. la repulsione riduce significativamente la loro connessione con il nucleo. Ad esempio, l'energia di separazione da He + è 54,4 eV, in un atomo di He neutro è molto inferiore a - 24,6 eV. Per atomi più pesanti, il legame è esterno. con il nucleo è ancora più debole. Un ruolo importante negli atomi a molti elettroni è svolto dalla specificità. , associati all'indistinguibilità e al fatto che obbediscono, secondo Krom, in ciascuno caratterizzato da quattro numeri quantici, non può essercene più di uno. Per un atomo multielettronico, ha senso parlare solo dell'intero atomo nel suo insieme. Tuttavia, approssimativamente, nel cosiddetto. approssimazione di un elettrone, si può considerare separato e caratterizzare ogni stato di un elettrone (un certo orbitale, descritto dalla funzione corrispondente) da un insieme di quattro numeri quantici n, l, m l e m s . L'insieme 2(2l + 1) in uno stato con n e l dati forma un guscio di elettroni (chiamato anche sottolivello, subshell); se tutti questi stati sono occupati, viene chiamata la shell. riempito (chiuso). Un insieme di 2p 2 stati con lo stesso n ma diverso l forma uno strato elettronico (chiamato anche livello, shell). Per n = 1, 2, 3, 4, ... i livelli sono indicati dai simboli K, L, M, N, ... Il numero in gusci e livelli quando completamente riempiti è riportato nella tabella:

Tra stati stazionari in un atomo sono possibili. Quando si passa da più alto livello energia E i a una E k inferiore l'atomo emette energia (E i - E k), durante la transizione inversa la riceve. Durante le transizioni radiative, un atomo emette o assorbe un quanto di elettromagnete. radiazione (fotone). Possibile e quando l'atomo dà o riceve energia nell'interazione. con altre particelle, con le quali si scontra (ad esempio, in) o è associato a lungo termine (in. Le proprietà chimiche sono determinate dalla struttura dell'esterno. gusci di elettroni atomi, in cui sono relativamente debolmente legati (legando energie da diverse eV a diverse decine di eV). La struttura dell'esterno gusci di atomi chem. elementi di un gruppo (o sottogruppo) periodico. sistemi in modo simile, che determina la somiglianza della chimica. San in questi elementi. Con un aumento del numero nel guscio di riempimento, la loro energia di legame, di regola, aumenta; max. hanno energia di legame in un guscio chiuso. Pertanto, atomi con uno o più. in un ext parzialmente riempito. shell dagli in chem. quartieri. Atomi, alla Crimea ne mancano uno o più. per la formazione di un ext chiuso. le conchiglie di solito li accettano. Atomi con est. gusci, in condizioni normali non entrano in sostanze chimiche. quartieri.

La struttura dell'interno gusci di atomi, to-rykh sono collegati molto più fortemente (energia di legame 10 2 -10 4 eV), appare solo quando l'interazione. atomi con particelle veloci e fotoni ad alta energia. Tali interazioni determinare la natura degli spettri dei raggi X e la dispersione delle particelle ( , ) da parte degli atomi (vedi ). La massa di un atomo determina tale sua fisica. St-va, come impulso, cinetico. energia. Da meccanico e relativo magn. ed elettrico i momenti del nucleo di un atomo dipendono da qualche fisico sottile. effetti (dipende dalla frequenza della radiazione, che determina la dipendenza dell'indice di rifrazione della sostanza associata all'atomo da esso. La stretta relazione tra le proprietà ottiche dell'atomo e le sue proprietà elettriche è particolarmente pronunciata negli spettri ottici.

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Utilizzo letteratura per l'articolo "ATOMO": Karapetyants M. Kh., Drakin SI, Struttura, 3a ed., M., 1978; EV Schloeki, Fisica atomica, 7a ed., Vol. 1-2, M., 1984. MA Elyashevich.

Pagina "ATOMO" preparato dai materiali.

ATOMO

(dal greco atomis - indivisibile), la più piccola particella di una sostanza chimica. elemento, il portatore della sua sv. Ogni chimica. un elemento corrisponde a un insieme di determinati A. Collegandosi tra loro, A. di uno o diversi elementi formano, ad esempio, particelle più complesse. molecole. Tutte le varietà di chimica. in-in (solido, liquido e gassoso) per decomp. combinazioni di A. tra di loro. A. può esistere nel libero. stato (in gas, plasma). Saint-va A., inclusa la capacità più importante per la chimica A. di formare una sostanza chimica. Comm., sono determinati dalle caratteristiche della sua struttura.

Caratteristiche generali della struttura dell'atomo. A. è costituito da un nucleo caricato positivamente circondato da una nuvola di elettroni caricati negativamente. Le dimensioni di un A. nel suo insieme sono determinate dalle dimensioni della sua nuvola di elettroni e sono grandi rispetto alle dimensioni del nucleo A^ (le dimensioni lineari di un A. sono ~ 10-8 cm, i suoi nuclei sono ~ 10"-10" 13 cm). La nuvola elettronica di A. non ha confini rigorosamente definiti, quindi le dimensioni di A. in media. i gradi sono condizionali e dipendono da come sono determinati (vedi. raggi atomici). Il nucleo di A. è costituito da Z protoni e N neutroni tenuti insieme da forze nucleari (vedi. nucleo atomico). Positivo carica protonica e negativa. la carica dell'elettrone è la stessa in abs. il valore e sono uguali a e = 1,60 * 10 -19 C; non ha elettricità. caricare. Carica nucleare +Ze - principale. caratteristica di A., che ne determina l'appartenenza ad una determinata sostanza chimica. elemento. Il numero ordinale dell'elemento nel periodo. al sistema di Mendeleev (numero atomico) è uguale al numero di protoni nel nucleo.

In un'atmosfera elettricamente neutra, il numero di elettroni in una nuvola è uguale al numero di protoni nel nucleo. Tuttavia, in determinate condizioni, può perdere o guadagnare elettroni, trasformandosi in risp. in posizione. o negare. ione, per esempio. Li +, Li 2+ o O -, O 2-. Quando si parla di A. di un certo elemento, intendono sia A. neutro che questo elemento.

La massa di A. è determinata dalla massa del suo nucleo; la massa di un elettrone (9,109 * 10 -28 g) è circa 1840 volte inferiore alla massa di un protone o neutrone (1,67 * 10 -24 g), quindi il contributo degli elettroni alla massa di A. è insignificante. Numero totale di protoni e neutroni A = Z + N chiamata numero di Massa. Numero di Massa e la carica del nucleo sono indicate rispettivamente. apice e pedice a sinistra del simbolo dell'elemento, ad es. 23 11 Na. Il tipo di atomi di un elemento con un certo valore Nnaz. nuclide. A. lo stesso elemento con la stessa Z e Nnaz diverso. isotopi di questo elemento. La differenza nelle masse degli isotopi ha scarso effetto sulla loro chimica. e fisico San wah. La maggior parte delle differenze medie ( effetti isotopici) sono osservati negli isotopi dell'idrogeno a causa del parente grande. differenze nelle masse di un atomo ordinario (protium), deuterio D e trizio T. I valori esatti delle masse di A. sono determinati dai metodi di spettrometria di massa.

Stati quantistici dell'atomo. A causa delle sue piccole dimensioni e della sua grande massa, il nucleo di un atomo può essere approssimativamente considerato come un punto e poggiante nel centro di massa di un atomo, e si può considerare un atomo come un sistema di elettroni che si muovono attorno a un centro immobile: il nucleo. L'energia totale di un tale sistema è uguale alla somma della cinetica. energie T di tutti gli elettroni ed energia potenziale U, che è la somma dell'energia di attrazione degli elettroni da parte del nucleo e dell'energia di repulsione reciproca degli elettroni l'uno dall'altro. A. obbedisce alle leggi meccanica quantistica; il suo principale caratteristico come un sistema quantistico - energia totale E- può assumere solo uno dei valori della serie discreta E 1< Е 2 < Е 3 <> ...; int. A. non può possedere valori energetici. Ciascuno dei valori "consentiti" di E corrisponde a uno o più. stati stazionari (con energia che non cambia nel tempo) di A. L'energia E può cambiare solo a salti - mediante una transizione quantistica di A. da uno stato stazionario all'altro. Usando i metodi della meccanica quantistica, si può calcolare con precisione E per atomi di un elettrone - idrogeno e simili all'idrogeno: E \u003d ChhcRZ 2 / n 2,> dove h- La costante di Planck insieme a- la velocità della luce, un intero n= 1, 2, 3, ... determina i valori discreti di energia e chiamati. numero quantico principale; Rydberg R-costante ( hcr = 13.6 eV). Quando si usa f-la per esprimere i livelli di energia discreti di un elettrone A. è scritto nella forma:

dove te -> massa elettronica, -elettrico costante, I possibili valori "consentiti" dell'energia degli elettroni in A. sono rappresentati come un diagramma dei livelli di energia: linee rette orizzontali, le cui distanze corrispondono alle differenze di questi valori energetici (Fig. 1) . max. basso livello E 1 corrispondente all'energia più bassa possibile, chiamata. il principale, tutto il resto - eccitato. Allo stesso modo chiamato. gli stati (massa ed eccitato X in Crimea corrispondono ai livelli di energia indicati. Con livelli crescenti, si avvicinano l'un l'altro e a , l'energia dell'elettrone si avvicina al valore corrispondente a un elettrone libero (a riposo) rimosso da A. Lo stato quantistico di A. con energia E è completamente descritto dalla funzione d'onda, dove r è il vettore raggio dell'elettrone relativo al nucleo Il prodotto è uguale alla probabilità di trovare l'elettrone nel volume dV, cioè -densità di probabilità ( densità elettronica). La funzione d'onda è determinata dall'equazione di Schrödinger =, dove R è l'operatore di energia totale (hamiltoniano).

Insieme all'energia, il movimento di un elettrone attorno al nucleo (movimento orbitale) è caratterizzato da un momento angolare orbitale (momento meccanico orbitale) M 1 ; il quadrato della sua grandezza può assumere valori determinati dal numero quantico orbitale l = 0, 1, 2, ...; , dove . Per dato e, il numero quantico l può assumere valori da 0 a (e 1). La proiezione della quantità di moto orbitale su un certo asse z assume anche una serie discreta di valori M lz =, dove m l è un numero quantico magnetico avente valori discreti da H l a +l(-l,.. - 1, O, 1, .. . + l), totale 2l+ 1 valori. Asse z per A. in assenza di ext. le forze sono scelte arbitrariamente, e in magn. campo coincide con la direzione del vettore di intensità di campo. L'elettrone ha anche il suo momento angolare - roteare e relativo spin magn. momento. Piazza Spin mech. momento M S 2 =S(S>+ + 1) è determinato dal numero quantico di spin S= 1/2 e dalla proiezione di questo momento sull'asse z tg==-numero quantico s,> prendendo valori semi-interi s = 1 / 2 > e S=

Riso. 1. Schema dei livelli energetici dell'atomo di idrogeno ( linee orizzontali) e ottico transizioni (linee verticali). Di seguito è riportata una parte dello spettro di emissione atomica dell'idrogeno: due serie di righe spettrali; la linea tratteggiata mostra la corrispondenza di linee e transizioni di elettroni.

Lo stato stazionario di un elettrone A. è caratterizzato in modo univoco da quattro numeri quantici: n, l, m l e m s. L'energia A. dipende solo dall'idrogeno P, e un livello con un dato p corrisponde a un numero di stati che differiscono nei valori l, m l , S . > Gli stati con dato pi l sono generalmente indicati come 1s, 2s, 2p, 3s ecc., dove i numeri indicano i valori di l, e le lettere s, p, d, f e inoltre nell'alfabeto latino corrispondono i valori di d \u003d 0, 1, 2, 3, ... Il numero di decomp. stati con dato pi d è uguale a 2(2l+ 1) il numero di combinazioni di valori m l e m s . Il numero totale di dic. Stati con diritto , cioè livelli con valori n = 1, 2, 3, ... corrispondono a 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. stati quantistici. Il livello, a cui ne corrisponde solo uno (una funzione d'onda), chiamato. non degenerato. Se un livello corrisponde a due o più stati quantistici, viene chiamato. degenerare (vedi degenerazione dei livelli energetici). Nell'atomismo dell'idrogeno, i livelli di energia sono degenerati in termini di l e ml; la degenerazione in m s avviene solo approssimativamente, se l'interazione non viene presa in considerazione. magnete rotante. il momento di un elettrone con un magnete. campo dovuto al moto orbitale di un elettrone in elettrico. campo del kernel (vedi interazione spin-orbita). Questo è un effetto relativistico, piccolo rispetto all'interazione di Coulomb, ma è fondamentalmente significativo, poiché porta a ulteriori. scissione dei livelli di energia, che si manifesta negli spettri atomici sotto forma del cosiddetto. struttura fine.

Dati n, l e ml, il quadrato del modulo della funzione d'onda determina per la nuvola di elettroni in A. la distribuzione media della densità elettronica. dis. gli stati quantistici dell'A. dell'idrogeno differiscono significativamente l'uno dall'altro nella distribuzione della densità elettronica (Fig. 2). Quindi, per l = 0 (stati-s), la densità elettronica è diversa da zero al centro dell'atomo e non dipende dalla direzione (cioè è sfericamente simmetrica); per gli stati rimanenti è uguale a zero al centro dell'atomo e dipende dalla direzione.

Riso. 2. Forma delle nubi di elettroni per diversi stati dell'atomo di idrogeno.

In multielettrone A. a causa dell'elettrostatica reciproca. la repulsione degli elettroni riduce significativamente la loro connessione con il nucleo. Ad esempio, l'energia di distacco di un elettrone da uno ione He + è 54,4 eV, in un atomo di He neutro è molto inferiore a - 24,6 eV. Per connessioni A. più pesanti est. gli elettroni con un nucleo sono ancora più deboli. Un ruolo importante nel multielettrone A. gioca in modo specifico. scambio di interazione, associato all'indistinguibilità degli elettroni e al fatto che gli elettroni obbediscono principio paolo, secondo Krom, in ogni stato quantistico, caratterizzato da quattro numeri quantici, non può esserci più di un elettrone. Per A. a molti elettroni ha senso parlare solo degli stati quantistici dell'intero A. nel suo insieme. Tuttavia, approssimativamente, nel cosiddetto. approssimazione di un elettrone, si possono considerare gli stati quantistici dei singoli elettroni e caratterizzare ciascuno stato di un elettrone (un certo orbitale, descritto dalla funzione corrispondente) da un insieme di quattro numeri quantici n, l, m l e s.> Un insieme di 2(2l + 1) elettroni in uno stato con dati pi l forma un guscio di elettroni (chiamato anche sottolivello, subshell); se tutti questi stati sono occupati da elettroni, si chiama shell. riempito (chiuso). Aggregato stati con lo stesso n, ma diverso l forma uno strato elettronico (chiamato anche livello, shell). Per n= 1, 2, 3, 4, ... i livelli sono indicati da simboli A, L, M, N,... Il numero di elettroni in gusci e strati a pieno riempimento è riportato nella tabella:

La forza del legame di un elettrone in A., cioè l'energia che deve essere impartita a un elettrone per rimuoverlo da A., diminuisce all'aumentare di n, e ad un dato p - s un aumento di l. L'ordine in cui i gusci e gli strati sono riempiti di elettroni in un atomo complesso determina la sua configurazione elettronica, cioè la distribuzione di elettroni sui gusci nello stato fondamentale (non eccitato) di questo atomo e dei suoi ioni. Con un tale riempimento, gli elettroni con valori crescenti di e e / sono legati in sequenza. Ad esempio, per A. azoto (Z \u003d 7) e i suoi ioni N +, N 2+, N 3+, N 4+, N 5+ e N 6+, le configurazioni elettroniche sono rispettivamente: Is 2 2s 2 2p 3; È 2 2s 2 2p 2 ; è 2 2s 2 2p; è 2 2 s 2 ; è 2 2 secondi; è 2 ; Is (il numero di elettroni in ciascun guscio è indicato dall'indice in alto a destra). Le stesse configurazioni elettroniche di quelle degli ioni azoto hanno elementi A. neutri con lo stesso numero di elettroni: C, B, Be, Li, He, H (Z = 6, 5, 4, 3, 2, 1). A partire da n = 4, l'ordine di riempimento della shell cambia: elettroni con grande P, ma più piccola l risulta essere più fortemente legata degli elettroni con una l più piccola e più grande (regola di Klechkovsky), per esempio. Gli elettroni 4s sono legati più forti degli elettroni 3d e il guscio 4s viene riempito prima e poi 3d. Quando si riempiono i gusci 3d, 4d, 5d si ottengono gruppi di elementi di transizione corrispondenti; durante il riempimento 4f- e conchiglie 5f - rispettivamente. lantanidi e . L'ordine di riempimento corrisponde solitamente ad un aumento della somma dei numeri quantici (n + l ); se queste somme sono uguali per due o più gusci, i gusci con u più piccola vengono riempiti per primi. C'è una traccia. sequenza di riempimento dei gusci di elettroni:

Per ogni periodo, la configurazione elettronica del gas nobile, max. il numero di elettroni e l'ultima riga mostra i valori di n + l. Ci sono, tuttavia, deviazioni da questo ordine di riempimento (per maggiori dettagli sul riempimento dei gusci, vedere Sistema periodico elementi chimici).

Tra stati stazionari in A. possibile transizioni quantistiche. Quando si passa da un livello di energia superiore E i a uno inferiore E k A. emette energia (E i HE k), la riceve nella transizione inversa. Durante le transizioni radiative, A. emette o assorbe un quanto di elettromagnete. radiazione (fotone). È anche possibile quando A. dà o riceve energia durante l'interazione. con altre particelle, con le quali si scontra (ad esempio nei gas) o è permanentemente associato (nelle molecole, nei liquidi e solidi). Nei gas atomici a seguito della collisione del libero. A. con un'altra particella, può passare a un altro livello di energia - sperimentare una collisione anelastica; in un urto elastico cambia solo la cinetica. postula l'energia i movimenti di A., e il suo pieno vnutr. l'energia E rimane invariata. Antiurto anelastico. A. con un elettrone in rapido movimento, dando a questo A. la sua cinetica. energia, - eccitazione di A. per impatto di elettroni - uno dei metodi per determinare i livelli di energia di A.

La struttura dell'atomo e le proprietà delle sostanze. Chimica. Le isole St sono determinate dalla struttura dell'esterno. gusci elettronici di A., in cui gli elettroni sono legati in modo relativamente debole (legando energie da pochi eV a diverse decine di eV). La struttura dell'esterno conchiglie A. chem. elementi di un gruppo (o sottogruppo) periodico. sistemi in modo simile, che determina la somiglianza della chimica. San in questi elementi. Con un aumento del numero di elettroni nel guscio di riempimento, la loro energia di legame, di regola, aumenta; max. l'energia di legame è posseduta dagli elettroni in un guscio chiuso. Pertanto, A. con uno o più. elettroni in un ext parzialmente riempito. shell dagli in chem. quartieri. A., alla Crimea ne mancano uno o più. elettroni per formare un ext chiuso. le conchiglie di solito li accettano. MA. gas nobili, dopo aver chiuso ext. gusci, in condizioni normali non entrano in sostanze chimiche. quartieri.

La struttura dell'interno A. gusci, gli elettroni a-rykh sono legati molto più fortemente (energia di legame 10 2 -10 4 eV), si manifesta solo con l'interazione. A. con particelle veloci e fotoni ad alta energia. Tali interazioni determinare il carattere degli spettri dei raggi X e la dispersione delle particelle (elettroni, neutroni) da un'onda atomica (vedi metodi di diffrazione). La massa di A. determina tale del suo fisico. St-va, come impulso, cinetico. energia. Da meccanico e relativo magn. ed elettrico i momenti del nucleo A. dipendono da qualche fisico sottile. effetti (NMR, NQR, struttura iperfine di righe spettrali, cm spettroscopia).

Più debole della chimica. collegamento elettrostatico. interazione due A. si manifestano nella loro reciproca polarizzabilità: lo spostamento degli elettroni rispetto ai nuclei e il verificarsi della polarizzazione. forze di attrazione tra A. (vedi. interazioni intermolecolari). A. è anche polarizzato in esterno. elettrico campi; Di conseguenza, i livelli di energia vengono spostati e, cosa particolarmente importante, i livelli degenerati vengono scissi (vedi Fig. Effetto netto). A. può anche essere polarizzato sotto l'influenza dell'elettricità. campi di onde elettromagnetiche. radiazione; dipende dalla frequenza della radiazione, che determina la dipendenza da essa dell'indice di rifrazione dell'isola, associato alla polarizzabilità A. Ottica a connessione stretta. St. A. con la sua elettrica. St. sei particolarmente pronunciato nell'ottica. spettri.

est. Gli elettroni di A. determinano e magn. sv-va in-va. In A. con est. conchiglie della sua magn. momento, nonché il momento totale dell'impulso (momento meccanico), zero. A. con parzialmente compilato. le conchiglie hanno, di regola, magneti permanenti. momenti diversi da zero; tali sostanze sono paramagnetiche (vedi paramagneti). Int. magn. campo tutti i livelli di energia A., per to-rykh magn. il momento non è uguale a zero, diviso (vedi Fig. effetto Zeeman). Tutti gli A. hanno diamagnetismo, che è dovuto alla comparsa di un magnete indotto in essi. momento sotto l'azione dell'esterno magn. campi (vedi dielettrici).

St. A., con sede a stato vincolato(ad esempio, che fa parte delle molecole), differiscono da sv-in svob. A. naib. subiscono cambiamenti St. Islands, determinati da esterni. elettroni coinvolti nella chimica. comunicazioni; sv-va, determinato dagli elettroni ext. conchiglie, possono rimanere praticamente invariate. Alcune proprietà di A. possono subire cambiamenti a seconda della simmetria dell'ambiente di un dato atomo. Un esempio è la scissione dei livelli di energia A. in cristalli e complessi Comm., si verifica un taglio sotto l'influenza dell'elettricità. campi creati da ioni o ligandi circostanti.

Illuminato.: Karapetyants M. Kh., Drakin SI, Struttura, 3a ed., M., 1978; Schloekiy EV, Fisica atomica, 7a ed., Vol. 1-2, M., 1984. M. A. Elyashevich.

Enciclopedia chimica. - M.: Enciclopedia sovietica. ed. IL Knunyants. 1988 .

Sinonimi:

Guarda cos'è "ATOM" in altri dizionari:

atomo un atomo e... Dizionario di ortografia russa

- (atomos greco, da una parte negativa, e tomo, reparto tomos, segmento). Una particella indivisibile infinitamente piccola, la cui totalità costituisce qualsiasi corpo fisico. Dizionario di parole straniere incluso nella lingua russa. Chudinov AN, 1910. ATOM Greco ... Dizionario di parole straniere della lingua russa

ATOM, la particella più piccola di una sostanza che può entrare in reazioni chimiche. Ogni sostanza ha il suo insieme di atomi. Un tempo si credeva che l'atomo fosse indivisibile, tuttavia è costituito da un NUCLEO caricato positivamente, ... ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

Il nostro mondo è pieno di segreti e irrisolti, perché i processi fisici e chimici sono davvero sorprendenti. Ma gli scienziati hanno costantemente cercato di comprendere l'essenza della materia, da cui è intessuta la vita nell'universo. Questa domanda ha spesso cominciato a sorgere nell'umanità per molto tempo. Questo articolo ti dirà cos'è un atomo semplice, in quali particelle elementari è costituito e come gli scienziati hanno scoperto l'esistenza della parte più piccola di un elemento chimico.

Cos'è un atomo e come è stato scoperto?

Un atomo è la parte più piccola di un elemento chimico. Atomi di elementi diversi differiscono per il numero di protoni e neutroni.

Dimensione comparativa di un atomo di elio e del suo nucleo

I primi a pensare seriamente in cosa consistono tutti gli oggetti furono gli antichi greci. A proposito, da cui deriva la parola "atomo". greco e in traduzione significa "indivisibile". I greci credevano che prima o poi ci sarebbe stata una particella che non poteva essere divisa. Ma il loro ragionamento era più speculativo che scientifico, quindi non si può dire che questo gli antichi fu il primo a fare grandi scoperte sull'esistenza di piccole particelle.

Considera le prime idee su cosa sia un atomo.

filosofo greco antico Democrito presupponeva che i parametri principali di qualsiasi sostanza fossero forma e massa e che qualsiasi sostanza fosse costituita da piccole particelle. Democrito ha dato un esempio con il fuoco: se brucia, le particelle di cui è composto sono taglienti. L'acqua, al contrario, è liscia, poiché è in grado di scorrere. E lo stato delle particelle di oggetti solidi, a suo avviso, è approssimativo, poiché sono in grado di legarsi completamente tra loro. Democrito era anche sicuro che l'anima umana fosse composta da atomi.

Un fatto interessante: se fino al 19° secolo solo i filosofi si occupavano della questione dell'atomo, allora John Dalton divenne il primo sperimentatore che studiò piccole particelle. Nel processo di esperimenti, ha scoperto che gli atomi hanno massa diversa, oltre a varie proprietà. A proposito, è molto più interessante studiare la disposizione degli atomi nelle molecole di sostanze specifiche se si osserva reazioni chimiche che si verificano durante gli esperimenti. Le opere di Dalton, sebbene non spiegassero cos'è l'atomo nel suo insieme, diedero parole di commiato ad altri scienziati.

Atomi e molecole raffigurati da John Dalton (1808)

Nel 1904 John Thomson ha avanzato un'ipotesi sul modello dell'atomo: lo scienziato riteneva che l'atomo fosse costituito da una sostanza caricata positivamente, all'interno della quale ci sono corpuscoli carichi negativamente. Il problema con l'ipotesi è che Thompson abbia cercato di considerare le linee spettrali degli elementi utilizzando il proprio modello, ma i suoi esperimenti hanno iniziato a fallire.

Allo stesso tempo, il fisico giapponese Hataro Nagaoka ha ammesso che l'atomo è simile al pianeta Saturno: presumibilmente costituito da un nucleo con una carica positiva ed elettroni che ruotano attorno ad esso. Ma il suo modello dell'atomo non era del tutto corretto.

Nel 1911 lo scienziato Rutherford avanzare un'altra ipotesi sulla struttura dell'atomo. Il risultato delle sue ipotesi è stato sbalorditivo: ora nella scienza moderna fanno molto affidamento sulla scoperta di questo fisico.

Nel 1913 Niels Bohr avanzò una teoria semiclassica della struttura dell'atomo, basata sulle opere di Rutherford.

Creazione del modello di Rutherford dell'atomo

Diamo un'occhiata a questo modello perché descrive in dettaglio alcune delle proprietà di un atomo. Come affermato in precedenza, Ernest Rutherford, "padre" fisica Nucleare, iniziò a lavorare sul modello dell'atomo nel 1911. Il fisico iniziò a ottenere il risultato desiderato quando iniziò a confutare il modello dell'atomo di Thomson. Lo scienziato è venuto in aiuto di un esperimento sulla dispersione delle particelle alfa di Geiger e Marsden. Lo scienziato ha suggerito che l'atomo ha un nucleo molto piccolo con carica positiva. Questi argomenti hanno contribuito a creare un modello dell'atomo, che è simile al sistema solare, motivo per cui gli è stato dato il nome « modello planetario atomo".

Modello planetario di un atomo: nucleo (rosso) ed elettroni (verde)

Al centro dell'atomo c'è il nucleo, che contiene quasi l'intera massa dell'atomo e ha una carica positiva. Il nucleo è formato da protoni e neutroni. protoni - particelle elementari con carica positiva e i neutroni sono particelle elementari che non hanno carica. Intorno al nucleo come pianeti sistema solare, gli elettroni ruotano.

La maggior parte di noi ha studiato l'argomento dell'atomo a scuola, in una lezione di fisica. Se, tuttavia, hai dimenticato in cosa consiste un atomo o stai appena iniziando ad approfondire questo argomento, questo articolo è solo per te.

Cos'è un atomo

Per capire di cosa è fatto un atomo, devi prima capire di cosa si tratta. La tesi generalmente accettata in curriculum scolastico Secondo la fisica, un atomo è la particella più piccola di qualsiasi elemento chimico. Pertanto, gli atomi sono in tutto ciò che ci circonda. Che sia animato o oggetto inanimato, sugli strati fisiologici e chimici inferiori, è costituito da atomi.

Gli atomi sono parte di una molecola. Nonostante questa convinzione, ci sono elementi più piccoli degli atomi, come i quark. Il tema dei quark non è discusso né a scuola né nelle università (salvo casi particolari). Quark - elemento chimico, che non ha una struttura interna, ovvero molto più leggero nella struttura di un atomo. Sul questo momento la scienza conosce 6 tipi di quark.

Di cosa è fatto un atomo?

Tutti gli oggetti che ci circondano, come già accennato, sono costituiti da qualcosa. C'è un tavolo e due sedie nella stanza. Ogni mobile, a sua volta, è fatto di qualche materiale. In questo caso, legno. Un albero è composto da molecole e quelle molecole sono costituite da atomi. E ci sono un numero infinito di tali esempi. Ma di cosa è fatto l'atomo stesso?

Un atomo è costituito da un nucleo contenente protoni e neutroni. I protoni sono particelle cariche positivamente. I neutroni, come suggerisce il nome, hanno carica neutra, cioè non avere alcun addebito. Intorno al nucleo di un atomo c'è un campo (nuvola elettrica) in cui si muovono gli elettroni (particelle a carica negativa). Il numero di elettroni e protoni può differire l'uno dall'altro. È questa differenza che è la chiave in chimica, quando si studia la questione dell'appartenenza a una sostanza.

Un atomo con un numero diverso delle particelle di cui sopra è chiamato ione. Come avrai intuito, uno ione può essere negativo o positivo. È negativo se il numero di elettroni supera il numero di protoni. Al contrario, se ci sono più protoni, lo ione sarà positivo.

Atomo dal punto di vista degli antichi pensatori e scienziati

Ci sono alcune ipotesi molto interessanti sull'atomo. Di seguito sarà riportato un elenco:

Il suggerimento di Democrito. Democrito presumeva che la proprietà di una sostanza dipendesse dalla forma del suo atomo. Quindi, se qualcosa ha la proprietà di un liquido, ciò è dovuto proprio al fatto che gli atomi che compongono questo liquido sono lisci. Secondo la logica di Democrito, gli atomi dell'acqua e, ad esempio, il latte sono simili.
ipotesi planetarie. Nel 20° secolo, alcuni scienziati hanno ipotizzato che l'atomo sia una specie di pianeta. Una di queste ipotesi era la seguente: come il pianeta Saturno, anche l'atomo ha anelli attorno al nucleo, lungo i quali si muovono gli elettroni (il nucleo è paragonato al pianeta stesso e la nuvola elettrica con gli anelli di Saturno). Nonostante l'oggettiva somiglianza con la teoria provata, questa versione è stata confutata. Simile era il suggerimento di Bohr-Rutherford, che in seguito fu anche confutato.

Nonostante questo, si può tranquillamente affermare che Rutherford ha fatto un grande salto di comprensione vera essenza atomo. Aveva ragione quando diceva che l'atomo è simile al nucleo, che è di per sé positivo, e gli atomi si muovono attorno ad esso. L'unico difetto nel suo modello è che gli elettroni che si trovano attorno all'atomo non si muovono in nessuna direzione particolare. Il loro movimento è caotico. Questo è stato dimostrato ed è entrato nella scienza sotto il nome di modello meccanico quantistico.