Atoma definīcija. No kā sastāv atoms? infografikas

ATOM, mazākā vielas daļiņa, kurā var notikt ķīmiskas reakcijas. Katrai vielai ir savs atomu kopums. Savulaik tika uzskatīts, ka atoms ir nedalāms, tomēr tas sastāv no pozitīvi lādēta KODOLA, ap kuru griežas negatīvi lādēti elektroni. Kodols (kura eksistenci 1911. gadā noteica Ernsts Rezerfords) sastāv no blīvi iesaiņotiem protoniem un neitroniem. Tas aizņem tikai nelielu daļu no telpas atoma iekšienē, tomēr tas veido gandrīz visu atoma masu. 1913. gadā Niels BOR ierosināja, ka elektroni pārvietojas pa fiksētām orbītām. Kopš tā laika pētījumi KVANTUMMEHĀNIKAS jomā ir radījuši jaunu izpratni par orbītām: saskaņā ar Heizenberga NENOTEIKTĪBAS PRINCIPU subatomiskās daļiņas precīzu atrašanās vietu un kustības MOMENTU nevar zināt vienlaikus. To nosaka elektronu skaits atomā un to izvietojums Ķīmiskās īpašības elements. Pievienojot vai atņemot vienu vai vairākus elektronus, rodas jons.

Atoma masa ir atkarīga no kodola lieluma. Tas veido lielāko atoma svara daļu, jo elektroni nesver neko. Piemēram, urāna atoms ir smagākais dabā sastopamais atoms, kurā ir 146 neitroni, 92 protoni un 92 elektroni. No otras puses, vieglākais ir ūdeņraža atoms, kurā ir 1 protons un elektrons. Tomēr urāna atoms, lai arī 230 reizes smagāks par ūdeņraža atomu, ir tikai trīs reizes lielāks. Atoma svaru izsaka atomu masas vienībās un apzīmē kā u. Atomi sastāv no vēl mazākām daļiņām, ko sauc par subatomiskām (elementārdaļiņām). Galvenie no tiem ir protoni (pozitīvi lādēti), neitroni (elektriski neitrāli) un >lsktroni (negatīvi "lādēti").Nrounonu un neitronu akumulācijas veido Kodolu visa >lsmstona atoma centrā (izņemot ūdeņradi, kas ir tikai viens protons). "Elektroni" griežas apkārt! kodoli kādā attālumā no tā, proporcionāli pa (atoma izmēri. | (Ja, piemēram, hēlija atoma kodols būtu tenisa bumbiņas lielumā, tad elektroni atrastos 6 km attālumā no tā Ir 112 dažādi veidi atomi, tik daudz, cik elementu ir periodiskajā tabulā. Elementu atomi atšķiras pēc to atomu skaita un atomu masa. ATOMA KODOLEKLIS Atoma masu galvenokārt nosaka relatīvi blīvais kodols. I (rotonu un neitronu masa ir aptuveni 1K4 () reizes lielāka nekā elektroniem. Tā kā skrējieni ir pozitīvi lādēti un neitroni ir neitrāli, atoma kodols vienmēr ir pozitīvi lādēts. Tā kā pretējie lādiņi savstarpēji piesaista, kodols saglabā elektronus orbītas.. Skrējieni un neitroni sastāv no vēl mazākām daļiņām, kvarkiem. uz fonu atomā nosaka savu ķīmisko nezināšanu H oshichis no Saules sistēmas planētām, neironi griežas ap kodolu nejauši, oiMiiMi ne fiksētā attālumā no kodola, t.i. IVH "oSyulochki".pārvarot pozitīvi lādēta kodola pievilcību. Neitrālā atomā elektronu pozitīvais lādiņš līdzsvaro protonu pozitīvo lādiņu kodolā. Tāpēc viena elektrona noņemšana vai pievienošana agomā noved pie lādēta jona parādīšanās. Elektronu apvalki atrodas fiksētos attālumos no kodola atkarībā no to enerģijas līmeņa. Katrs apvalks ir numurēts, skaitot no serdes. Agomā nav vairāk par septiņām čaulām, un katrā no tām var būt tikai noteiktu skaitu elektroni. Ja ir pietiekami daudz enerģijas, elektrons var pārlēkt no viena apvalka uz otru, augstāku. Kad tas atkal skar apakšējo apvalku, tas izstaro starojumu fotona formā. Elektrons pieder daļiņu klasei, ko sauc par leptoniem, un tā antidaļiņu sauc par pozitronu.

KODOLĀRĀS ĶĒDES REAKCIJA. Kodolsprādzienā, piemēram, ayumnoi oomba, neitrons ietriecas 23b urāna kodolā (tas ir, kodolā ar kopējo protonu un neitronu skaitu, kas vienāds ar ≤ 35). Pie: nom, neitrons tiek absorbēts, un rodas urāns.236 Tas ir ļoti nestabils un sadalās divos mazākos kodolos, kas atbrīvo milzīgu enerģijas daudzumu un vairākus neitronus.saukti par kritiskajiem apstākļiem (urāna-235 daudzums pārsniedz kritisko). masu), tad neitronu sadursmju skaits būs pietiekams, lai reakcija attīstītos zibens ātrumā, t.i. notiek ķēdes reakcija. AT kodolreaktors Siltums, kas izdalās no EUM procesa, tiek izmantots, lai sildītu tvaiku, kas darbina turbīnas ģeneratoru, kas ražo elektroenerģiju.

Zinātniski un tehniski enciklopēdiskā vārdnīca .

Sinonīmi:

Skatiet, kas ir "ATOM" citās vārdnīcās:

atoms atoms un... Krievu valodas pareizrakstības vārdnīca

- (grieķu atomos, no negatīvās daļas, un tome, tomosa nodaļa, segments). Bezgala maza nedalāma daļiņa, kuras kopums veido jebkuru fizisko ķermeni. Vārdu krājums svešvārdi iekļauts krievu valodā. Čudinovs A.N., 1910. ATOM grieķu ... Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

atoms- m. atoms m. 1.Matērijas mazākā nedalāmā daļiņa. Atomi nevar būt mūžīgi. Kantemirs Par dabu. Ampere uzskata, ka katrai nedalāmai vielas daļiņai (atomam) ir raksturīgs elektroenerģijas daudzums. DZ 1848 56 8 240. Lai ir… … Krievu valodas gallicismu vēsturiskā vārdnīca

- (no grieķu atomos - nedalāms) mazākās matērijas sastāvā esošās daļiņas, kas veido visu esošo, ieskaitot dvēseli, kas veidojas no plānākajiem atomiem (Leikips, Demokrits, Epikūrs). Atomi ir mūžīgi, tie nerodas un nepazūd, atrodoties pastāvīgā stāvoklī ... ... Filozofiskā enciklopēdija

Atom- Atoms ♦ Atoms Etimoloģiski atoms ir nedalāma daļiņa vai daļiņa, kas pakļauta tikai spekulatīvai dalīšanai; matērijas nedalāms elements (atomi). Demokrits un Epikūrs saprot atomu šajā nozīmē. Mūsdienu zinātnieki labi apzinās, ka tas ir ...... Sponvilas filozofiskā vārdnīca

- (no grieķu atomos nedalāms) ķīmiskā elementa mazākā daļiņa, kas saglabā savas īpašības. Atoma centrā ir pozitīvi lādēts Kodols, kurā ir koncentrēta gandrīz visa atoma masa; elektroni pārvietojas, veidojot elektroniskus ... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

Vīrs, grieķis nedalāms; matērija tās dalāmības galējās robežās, neredzams putekļu plankums, no kura it kā sastāv visi ķermeņi, katra viela, it kā no smilšu graudiem. | Neizmērojams, bezgala mazs putekļu traips, niecīgs daudzums. | Ķīmiķiem ir vārds...... Vārdnīca Daļa

cm… Sinonīmu vārdnīca

ATOM- (no grieķu atomos nedalāms). Vārds A. tiek lietots mūsdienu zinātne dažādās nozīmēs. Vairumā gadījumu A. ierobežojošo ķīmisko vielu daudzumu sauc. elements, tālāka sadrumstalotība līdz ragam noved pie elementa individualitātes zaudēšanas, t.i., pie asas ... ... Lielā medicīnas enciklopēdija

atoms- atoms Atoms ir runas daļa, kā dziedošā ķīmiskā elementa ķīmisko spēku vismazākais nesējs. Vіdomo stili atomu sugu, і ķīmisko elementu silki un їх іzotopіv. Elektriski neitrāls, sastāv no kodoliem un elektroniem. Atoma rādiuss...... Girnichiy enciklopēdiskā vārdnīca

Grāmatas

Ūdeņraža atoms un ne-eiklīda ģeometrija, V.A. Foks. Šī grāmata tiks izgatavota saskaņā ar jūsu pasūtījumu, izmantojot tehnoloģiju Drukāt pēc pieprasījuma. Pārpublicēts 1935. gada izdevuma oriģinālā autora pareizrakstībā (izdevniecība "Izdevniecība ...
Ūdeņraža atoms ir vienkāršākais no atomiem. Nīlsa Bora teorijas turpinājums. 5. daļa. Fotonu starojuma frekvence sakrīt ar vidējo elektronu starojuma frekvenci pārejā, AI Šidlovskis. Bora teorija par ūdeņraža atomu ("paralēli" kvantu mehāniskajai pieejai) tiek turpināta pa tradicionālo fizikas attīstības ceļu, kur teorijā līdzās pastāv novērojami un nenovērojami lielumi. Priekš…

ATOM(no grieķu atomos — nedalāms), ķīmiskās vielas mazākā daļiņa. elements, tā sv. Katra ķīmija elements atbilst noteiktu atomu kopai. Savienojot viens ar otru, viena vai dažādu elementu atomi veido, piemēram, sarežģītākas daļiņas. . Visas ķīmiskās vielas šķirnes. in-in (cieta, šķidra un gāzveida) sadalīšanās dēļ. atomu kombinācijas. Atomi var pastāvēt brīvajā. stāvoklis (, , ). Atomu svētās salas, tostarp vissvarīgākās atoma spējai veidot ķīmisku vielu. Kom., nosaka tās struktūras īpatnības.

Atoma uzbūves vispārīgie raksturojumi. Atoms sastāv no pozitīvi lādēta kodola, ko ieskauj negatīvi lādētu kodolu mākonis. Atoma izmērus kopumā nosaka tā elektronu mākoņa izmēri un tie ir lieli, salīdzinot ar atoma _kodola izmēriem ( lineārie izmēri atoms ~ 10 ~ 8 cm, tā kodoli ~ 10 "-10" 13 cm). Atoma elektronu mākonim nav stingri noteiktas robežas, tāpēc atoma lielums nozīmē. grādi ir nosacīti un ir atkarīgi no tā, kā tie tiek noteikti (sk.). Atoma kodols sastāv no Z un N, ko tur kodolspēki (sk.). Pozitīvi lādiņš un negatīvs. lādiņš ir vienāds ab. vērtība un ir vienāda ar e = 1,60 * 10 -19 C; nav elektrības. maksas. Kodollādiņš +Ze - galvenais. raksturīgs atomam, kas nosaka tā piederību noteiktai ķīmiskai vielai. elements. elements periodikā periodiskā sistēma () ir vienāda ar skaitli kodolā.

Elektriski neitrālā atomā skaitlis mākonī ir vienāds ar skaitli kodolā. Taču noteiktos apstākļos tas var pazaudēt vai piestiprināties, griežoties resp. pozīcijā. vai noliegt. , piem. Li +, Li 2+ vai O -, O 2-. Runājot par noteikta elementa atomiem, tie nozīmē gan neitrālos atomus, gan šo elementu.

Atoma masu nosaka tā kodola masa; masa (9,109 * 10 -28 g) ir aptuveni 1840 reizes mazāka par masu jeb ( 1,67 * 10 -24 g), tāpēc ieguldījums atoma masā ir nenozīmīgs. Kopējais skaits un A \u003d Z + N izsaukts. . un attiecīgi norādīts kodola lādiņš. augšraksts un apakšindekss pa kreisi no elementa simbola, piem. 23 11 Na. Skats uz viena elementa atomiem ar noteikta vērtība N nam. . Tiek saukti viena un tā paša elementa atomi ar vienādu Z un atšķirīgu N. šis elements. Masu atšķirībai ir neliela ietekme uz to ķīmisko sastāvu. un fizisko St. wah. Lielākā daļa līdzekļu, atšķirības () tiek novērotas lielā radinieka dēļ. parastā atoma masu atšķirības (), D un T. Precīzas vērtības atomu masas nosaka ar metodēm.

Viena elektrona atoma stacionāro stāvokli unikāli raksturo četri kvantu skaitļi: n, l, m l un m s. Atoma enerģija ir atkarīga tikai no n, un līmenis ar doto n atbilst vairākiem stāvokļiem, kas atšķiras ar vērtībām l, m l , m s . Stāvokļi ar doto n un l parasti tiek apzīmēti kā 1s, 2s, 2p, 3s utt., kur cipari norāda l vērtības, bet burti s, p, d, f un tālāk latīņu valodā atbilst vērtībām q = 0, 1, 2, 3, ... Skaits atšķir. stāvokļi ar dotajiem n un q ir 2(2l + 1) vērtību m l un m s kombināciju skaits. Kopējais dec. stāvokļi ar doto n ir , t.i., līmeņi ar vērtībām n = 1, 2, 3, ... atbilst 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . Līmenis, kuram atbilst tikai viens (viena viļņa funkcija), sauc. nedeģenerēts. Ja līmenis atbilst diviem vai vairāk, to sauc. deģenerēts (sk.). Atomā enerģijas līmeņi ir deģenerēti l un m l izteiksmē; deģenerācija m s notiek tikai aptuveni, ja neņem vērā mijiedarbību. griešanās magnēts. griezes moments ar magnētisko lauks orbītas kustības dēļ elektriski. kodola lauks (sk.). Tas ir relatīvistisks efekts, mazs salīdzinājumā ar Kulona mijiedarbību, taču tas ir būtiski nozīmīgs, jo noved pie papildu enerģijas līmeņu šķelšanās, kas izpaužas kā t.s. smalka struktūra.

Ņemot vērā n, l un m l, viļņu funkcijas moduļa kvadrāts nosaka vidējo elektronu mākoņa sadalījumu atomā. Dif. atomi būtiski atšķiras viens no otra pēc sadalījuma (2. att.). Tādējādi l = 0 (s-stāvokļi) atoma centrā nav nulle un nav atkarīgs no virziena (t.i., tas ir sfēriski simetrisks), citiem stāvokļiem atoma centrā tas ir vienāds ar nulli. un atkarīgs no virziena.

Rīsi. 2. Elektronu mākoņu forma dažādiem atoma stāvokļiem.

Daudzelektronu atomos savstarpējās elektrostatikas dēļ. atgrūšanās ievērojami samazina to savienojumu ar kodolu. Piemēram, atdalīšanās enerģija no He + ir 54,4 eV, neitrālā He atomā tā ir daudz mazāka - 24,6 eV. Smagākiem atomiem saite ir ārēja. ar kodolu ir vēl vājāks. Svarīgu lomu daudzu elektronu atomos spēlē specifika. , kas saistīts ar neatšķiramību, un to, ka tie pakļaujas, saskaņā ar Kroma teikto, katrā, ko raksturo četri kvantu skaitļi, nevar būt vairāk par vienu. Vairāku elektronu atomam ir jēga runāt tikai par visu atomu kopumā. Tomēr aptuveni t.s. viena elektrona aproksimāciju, var uzskatīt par atsevišķu un katru viena elektrona stāvokli (noteiktu orbitāli, ko apraksta atbilstošā funkcija) var raksturot ar četru kopu kvantu skaitļi n, l, m l un m s . Kopa 2(2l + 1) stāvoklī ar doto n un l veido elektronu apvalku (sauktu arī par apakšlīmeni, apakščaulu); ja visi šie stāvokļi ir aizņemti, čaula tiek saukta. piepildīta (slēgta). 2p 2 stāvokļu kopa ar vienādu n, bet atšķirīgu l veido elektronisko slāni (sauktu arī par līmeni, apvalku). Ja n = 1, 2, 3, 4, ... slāņi tiek apzīmēti ar simboliem K, L, M, N, ... Skaits čaulās un slāņos, kad tie ir pilnībā aizpildīti, ir norādīti tabulā:

Starp stacionārajiem stāvokļiem atomā ir iespējami. Pārejot no vairāk augsts līmenis enerģija E i uz zemāku E k atomu izdala enerģiju (E i - E k), apgrieztā pārejā to saņem. Radiācijas pāreju laikā atoms izstaro vai absorbē elektromagnēta kvantu. starojums (fotons). Iespējams un kad atoms mijiedarbībā dod vai saņem enerģiju. ar citām daļiņām, ar kurām tas saduras (piemēram, iekšā) vai ir ilgstoši saistīts (in. Ķīmiskās īpašības nosaka ārējā struktūra. elektronu čaulas atomi, kuros tie ir salīdzinoši vāji saistīti (saistīšanas enerģijas no vairākiem eV līdz vairākiem desmitiem eV). Ārējā struktūra atomu čaulas ķīm. vienas grupas (vai apakšgrupas) periodiskā elementi. sistēmas līdzīgi, kas nosaka ķīmiskās vielas līdzību. Šajos elementos Sv. Palielinoties skaitam pildījuma apvalkā, to saistīšanas enerģija, kā likums, palielinās; maks. ir saistoša enerģija slēgtā apvalkā. Tāpēc atomi ar vienu vai vairākiem. daļēji aizpildītā izvadā. shell dot tos ķīmijā. rajoniem. Atomi, līdz Krimai trūkst viena vai vairāku. slēgta ekst. veidošanai. čaumalas tos parasti pieņem. Atomi ar slēgtu ārējo čaumalas, normālos apstākļos neietilpst ķīmiskās. rajoniem.

Iekšējā struktūra atomu apvalki, to-rykh ir savienoti daudz spēcīgāk (saites enerģija 10 2 -10 4 eV), parādās tikai mijiedarbojoties. atomi ar ātrām daļiņām un augstas enerģijas fotoniem. Šādas mijiedarbības noteikt rentgenstaru spektru raksturu un daļiņu ( , ) izkliedi pa atomiem (sk.). Atoma masa nosaka tā fizisko. St-va, kā impulss, kinētisks. enerģiju. No mehāniskās un radniecīgās magn. un elektriskā atoma kodola momenti ir atkarīgi no kaut kādas smalkas fizikālas. efekti (atkarīgs no starojuma biežuma, kas nosaka ar atomu saistītās vielas refrakcijas indeksa atkarību no tā. Atoma optisko īpašību un tā elektrisko īpašību ciešā saistība ir īpaši izteikta optiskajos spektros.

===
Izmantot literatūra rakstam "ATOM": Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Struktūra, 3. izdevums, M., 1978; E. V. Schloeki, Atomic Physics, 7. izdevums, 1.-2. sēj., M., 1984. M. A. Elyashevich.

Lappuse "ATOM" sagatavots no materiāliem.

ATOM

(no grieķu atomos - nedalāms), mazākā ķīmiskās vielas daļiņa. elements, nesējs viņa sv. Katra ķīmija elements atbilst noteiktu A kopai. Savienojoties vienam ar otru, A. no viena vai dažādiem elementiem veido sarežģītākas daļiņas, piemēram. molekulas. Visas ķīmiskās vielas šķirnes in-in (cieta, šķidra un gāzveida) sadalīšanās dēļ. kombinācijas A. savā starpā. A. var pastāvēt brīvajā. stāvoklī (gāzē, plazmā). Saint-va A., tostarp ķīmijai svarīgākā spēja A. veidot ķīmisku vielu. Kom., nosaka tās struktūras īpatnības.

Atoma uzbūves vispārīgie raksturojumi. A. sastāv no pozitīvi lādēta kodola, ko ieskauj negatīvi lādētu elektronu mākonis. A. izmērus kopumā nosaka tā elektronu mākoņa izmēri un tie ir lieli, salīdzinot ar A^ kodola izmēriem (A. lineārie izmēri ir ~ 10-8 cm, tā kodoli ir ~ 10"-10" 13 cm). A. elektroniskajam mākonim nav strikti definētu robežu, tāpēc A. izmēri vidēji. grādi ir nosacīti un ir atkarīgi no tā, kā tie tiek noteikti (sk. atomu rādiusi). A kodols sastāv no Z protoniem un N neitroniem, ko kopā satur kodolspēki (sk. atoma kodols). Pozitīvi protonu lādiņš un negatīvs. elektronu lādiņš ir vienāds abs. vērtība un ir vienāda ar e = 1,60 * 10 -19 C; nav elektrības. maksas. Kodollādiņš +Ze - galvenais. raksturīgs A., kas nosaka tā piederību noteiktai ķīmiskajai vielai. elements. Elementa kārtas numurs periodā. Mendeļejeva sistēmai (atomskaitlis) ir vienāds ar protonu skaitu kodolā.

Elektriski neitrālā atmosfērā elektronu skaits mākonī ir vienāds ar protonu skaitu kodolā. Tomēr noteiktos apstākļos tas var zaudēt vai iegūt elektronus, griežoties resp. pozīcijā. vai noliegt. jonu, piemēram. Li +, Li 2+ vai O -, O 2-. Runājot par noteikta elementa A., ar to saprot gan neitrālu A., gan šo elementu.

A. masu nosaka tā kodola masa; elektrona masa (9,109 * 10 -28 g) ir aptuveni 1840 reizes mazāka par protona vai neitrona masu (1,67 * 10 -24 g), tāpēc elektronu ieguldījums A. masā ir niecīgs. Kopējais protonu un neitronu skaits A = Z + N sauca masas skaitlis. Masas skaitlis un attiecīgi norādīts kodola lādiņš. augšraksts un apakšindekss pa kreisi no elementa simbola, piem. 23 11 Na. Viena elementa atomu tips ar noteiktu vērtību Nnaz. nuklīds. A. viens un tas pats elements ar to pašu Z un atšķirīgu Nnaz. šī elementa izotopi. Izotopu masu atšķirības maz ietekmē to ķīmisko sastāvu. un fizisko St. wah. Lielākā daļa vidējo atšķirību ( izotopu iedarbība) tiek novēroti ūdeņraža izotopos lielā radinieka dēļ. parastā atoma (protija), deitērija D un tritija T masu atšķirības. Precīzas A. masu vērtības nosaka ar masu spektrometrijas metodēm.

Atoma kvantu stāvokļi. Tā mazā izmēra un lielās masas dēļ atoma kodolu var aptuveni uzskatīt par punktu un atrodas atoma masas centrā, savukārt atomu var uzskatīt par elektronu sistēmu, kas pārvietojas ap nekustīgu centru - kodols. Šādas sistēmas kopējā enerģija ir vienāda ar kinētikas summu. visu elektronu enerģijas T un potenciālā enerģija U, kas ir elektronu kodola pievilkšanās enerģijas un elektronu savstarpējās atgrūšanās enerģijas summa. A. ievēro likumus kvantu mehānika; viņa galvenais raksturīgs kā kvantu sistēma – kopējā enerģija E - var ņemt tikai vienu no diskrētās sērijas vērtībām E 1< Е 2 < Е 3 <> ...; starpt. A. nevar būt enerģētiskās vērtības. Katra no "atļautajām" E vērtībām atbilst vienai vai vairākām. stacionārie (ar enerģiju, kas nemainās laikā) A stāvokļi. Enerģija E var mainīties tikai lēcienos - ar A. kvantu pāreju no viena stacionāra stāvokļa uz citu. Izmantojot kvantu mehānikas metodes, var precīzi aprēķināt E viena elektrona atomiem - ūdeņradim un ūdeņradi līdzīgiem: E \u003d ChhcRZ 2 / n 2,> kur h- Planka konstante, ar- gaismas ātrums, vesels skaitlis n= 1, 2, 3, ... nosaka diskrētās enerģijas vērtības un sauc. galvenais kvantu skaitlis; Ridberga R konstante ( hcr = 13,6 eV). Izmantojot f-la, lai izteiktu viena elektrona diskrētos enerģijas līmeņus, A. raksta šādā formā:

kur te -> elektronu masa, -elektrisks konstante, Iespējamās "atļautās" elektronu enerģijas vērtības A. ir attēlotas kā enerģijas līmeņu diagramma - horizontālas taisnas līnijas, kuru attālumi atbilst šo enerģijas vērtību atšķirībām (1. att.) . maks. zems līmenis E 1, kas atbilst zemākajai iespējamajai enerģijai, ko sauc. galvenais, viss pārējais - sajūsmā. Līdzīgi sauc. stāvokļi (zemes un ierosinātais X uz Krimu atbilst norādītajiem enerģijas līmeņiem. Palielinoties līmeņiem tie tuvojas viens otram un pie , elektronu enerģija tuvojas vērtībai, kas atbilst brīvam (atpūtas) elektronam, kas izņemts no A. A kvantu stāvoklis. ar enerģiju E pilnībā apraksta viļņu funkcija, kur r ir elektrona rādiusa vektors attiecībā pret kodolu Produkts ir vienāds ar elektrona atrašanas varbūtību tilpumā dV, i., -varbūtības blīvums ( elektronu blīvums). Viļņu funkciju nosaka Šrēdingera vienādojums =, kur R ir kopējās enerģijas operators (Hamiltona).

Kopā ar enerģiju elektrona kustību ap kodolu (orbitālo kustību) raksturo orbitālais leņķiskais impulss (orbitālais mehāniskais impulss) M 1 ; tā lieluma kvadrātā var būt vērtības, ko nosaka orbitālais kvantu skaitlis l = 0, 1, 2, ...; , kur. Dotajam un kvantu skaitlim l var būt vērtības no 0 līdz (un 1). Orbitālā impulsa projekcija uz noteiktu z-asi arī iegūst diskrētu vērtību sēriju M lz =, kur m l ir magnētiskais kvantu skaitlis ar diskrētām vērtībām no H l līdz +l(-l,..). . - 1, O, 1, .. . + l), kopā 2l+ 1 vērtības. Asis z — A., ja nav ekst. spēki ir izvēlēti patvaļīgi, un magn. lauks sakrīt ar lauka intensitātes vektora virzienu. Elektronam ir arī savs leņķiskais impulss - spin un saistītais spin magn. brīdis. Spin mech kvadrāts. brīdis M S2 =S(S>+ + 1) nosaka griešanās kvantu skaitlis S= 1/2, un šī momenta projekcija uz z asi sz==- kvantu skaitlis s,>ņemot pusveselas vērtības s = 1/2 > un s=

Rīsi. 1. Ūdeņraža atoma enerģijas līmeņu shēma ( horizontālās līnijas) un optisko pārejas (vertikālās līnijas). Zemāk ir daļa no ūdeņraža atomu emisijas spektra - divas spektrālo līniju sērijas; punktētā līnija parāda līniju un elektronu pāreju atbilstību.

Viena elektrona A. stacionāro stāvokli unikāli raksturo četri kvantu skaitļi: n, l, m l un m s. Enerģija A. ūdeņradis ir atkarīgs tikai no P, un līmenis ar doto p atbilst vairākiem stāvokļiem, kas atšķiras ar vērtībām l, m l, s . > Stāvokļi ar doto pi l parasti tiek apzīmēti kā 1s, 2s, 2p, 3s utt., kur cipari norāda l vērtības, bet burti s, p, d, f un tālāk latīņu alfabētā atbilst vērtībām d \u003d 0, 1, 2, 3, ... Dekomp. stāvokļi ar doto pi d ir vienāds ar 2(2l+ 1) vērtību kombināciju skaits m l un m s . Kopējais dec. valstis ar dotām tiesībām , t.i., līmeņi ar vērtībām n = 1, 2, 3, ... atbilst 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. kvantu stāvokļi. Līmenis, kuram atbilst tikai viens (viena viļņa funkcija), sauc. nedeģenerēts. Ja līmenis atbilst diviem vai vairākiem kvantu stāvokļiem, to sauc. deģenerēts (sk enerģijas līmeņu deģenerācija).Ūdeņraža atomismā enerģijas līmeņi ir deģenerēti l un m l izteiksmē; deģenerācija m s notiek tikai aptuveni, ja neņem vērā mijiedarbību. griešanās magnēts. elektrona moments ar magnētu. lauks elektrona orbitālās kustības dēļ elektriskajā. kodola lauks (sk spin-orbītas mijiedarbība). Tas ir relatīvistisks efekts, mazs salīdzinājumā ar Kulona mijiedarbību, taču tas ir būtiski nozīmīgs, jo tas rada papildu. enerģijas līmeņu šķelšanās, kas atomu spektros izpaužas t.s. smalka struktūra.

Ņemot vērā n, l un m l, viļņu funkcijas moduļa kvadrāts nosaka elektronu mākonim A. vidējo elektronu blīvuma sadalījumu. Dif. ūdeņraža A. kvantu stāvokļi būtiski atšķiras viens no otra elektronu blīvuma sadalījumā (2. att.). Tādējādi, ja l = 0 (s-stāvokļi), elektronu blīvums atoma centrā nav nulle un nav atkarīgs no virziena (t.i., tas ir sfēriski simetrisks); pārējiem stāvokļiem tas ir vienāds ar nulli atoma centrā. atoma centrs un ir atkarīgs no virziena.

Rīsi. 2. Elektronu mākoņu forma dažādiem ūdeņraža atoma stāvokļiem.

Daudzelektronu A. savstarpējās elektrostatiskās. elektronu atgrūšana būtiski samazina to savienojumu ar kodolu. Piemēram, elektrona atslāņošanās enerģija no He + jona ir 54,4 eV, neitrālā He atomā tā ir daudz mazāka - 24,6 eV. Smagākam A. savienojumam izl. elektroni ar kodolu ir vēl vājāki. Svarīga loma daudzelektronu A. spēlē specifisku. apmaiņas mijiedarbība, saistīts ar elektronu neatšķiramību un faktu, ka elektroni pakļaujas Pauli princips, saskaņā ar Kromu, katrā kvantu stāvoklī, ko raksturo četri kvantu skaitļi, nevar būt vairāk par vienu elektronu. Par daudzelektronu A. ir jēga runāt tikai par visa A. kvantu stāvokļiem kopumā. Tomēr aptuveni t.s. viena elektrona aproksimāciju, var aplūkot atsevišķu elektronu kvantu stāvokļus un raksturot katru viena elektrona stāvokli (noteiktu orbitāla, apraksta ar atbilstošo funkciju) ar četru kvantu skaitļu kopu n, l, m l un s.> 2(2l + 1) elektronu kopa stāvoklī ar datiem pi l veido elektronu apvalku (sauktu arī par apakšlīmeni, apakšapvalku); ja visus šos stāvokļus aizņem elektroni, čaulu sauc. piepildīta (slēgta). Agregāts stāvokļi ar vienādu n, bet dažādi l veido elektronisko slāni (sauktu arī par līmeni, apvalku). Priekš n= 1, 2, 3, 4, ... slāņi ir apzīmēti ar simboliem UZ, L, M, N,... Elektronu skaits apvalkos un slāņos pie pilnas pildījuma ir norādīts tabulā:

Elektrona saites stiprums A., t.i., enerģija, kas jāpiešķir elektronam, lai to noņemtu no A., samazinās, palielinoties n, un pie noteikta p - s l pieaugums. Kārtība, kādā čaumalas un slāņi ir piepildīti ar elektroniem kompleksā atomā, nosaka tā elektronisko konfigurāciju, tas ir, elektronu sadalījumu pa apvalkiem šī atoma un tā jonu pamata (neuzbudinātā) stāvoklī. Ar šādu pildījumu elektroni ar pieaugošām vērtībām un un / tiek secīgi saistīti. Piemēram, A. slāpeklim (Z \u003d 7) un tā joniem N +, N 2+, N 3+, N 4+, N 5+ un N 6+ elektroniskās konfigurācijas ir attiecīgi: Is 2 2s 2 2p 3 ; Ir 2 2s 2 2p 2; Ir 2 2s 2 2p; Ir 2 2s 2; Ir 2 2s; ir 2; Ir (elektronu skaits katrā apvalkā ir norādīts ar indeksu augšējā labajā stūrī). Tādas pašas elektroniskās konfigurācijas kā slāpekļa joniem ir neitrālie A. elementi ar vienādu elektronu skaitu: C, B, Be, Li, He, H (Z = 6, 5, 4, 3, 2, 1). Sākot no n = 4, mainās apvalka aizpildīšanas secība: elektroni ar lieliem P, bet mazāki l izrādās saistīti spēcīgāk nekā elektroni ar mazāku un lielāku l (Kļečkovska likums), piemēram. 4s elektroni ir saistīti spēcīgāk nekā 3d elektroni, un vispirms tiek aizpildīts 4s apvalks un pēc tam 3d. Pildot čaumalas 3d, 4d, 5d iegūtas atbilstošo pārejas elementu grupas; pildot 4f- un 5f čaulas - attiecīgi. lantanīdi un . Aizpildīšanas secība parasti atbilst kvantu skaitļu summas palielinājumam (n + l ); ja šīs summas ir vienādas diviem vai vairākiem apvalkiem, vispirms tiek aizpildīti apvalki ar mazāku u. Ir pēdas. elektronu apvalku piepildīšanas secība:

Katram periodam cēlgāzes elektronu konfigurācija, maks. elektronu skaits, un pēdējā rinda parāda n + l vērtības. Tomēr ir novirzes no šīs pildīšanas secības (sīkāku informāciju par čaulu pildīšanu sk Periodiskā sistēmaķīmiskie elementi).

Starp stacionāriem stāvokļiem A. iespējams kvantu pārejas. Pārejot no augstāka enerģijas līmeņa E i uz zemāku E k A. izdala enerģiju (E i H E k), saņem to apgrieztā pārejā. Radiācijas pāreju laikā A. izstaro vai absorbē elektromagnēta kvantu. starojums (fotons). Tas ir iespējams arī tad, kad A. mijiedarbības laikā dod vai saņem enerģiju. ar citām daļiņām, ar kurām tas saduras (piemēram, gāzēs) vai ir pastāvīgi saistīts (molekulās, šķidrumos un cietvielas). Atomu gāzēs brīvo sadursmes rezultātā. A. ar citu daļiņu tā var nonākt citā enerģijas līmenī – piedzīvot neelastīgu sadursmi; elastīgā sadursmē mainās tikai kinētika. postulāta enerģija. A. kustībām, un tā pilna vnutr. enerģija E paliek nemainīga. Bez neelastīgas sadursmes. A. ar strauji kustīgu elektronu, piešķirot šim A. tā kinētiku. enerģija, - A. ierosināšana ar elektronu triecienu - viena no A enerģijas līmeņu noteikšanas metodēm.

Atoma uzbūve un vielu īpašības. Chem. Svētās salas nosaka ārējā struktūra. A. elektroniskie apvalki, kuros elektroni ir salīdzinoši vāji saistīti (saistīšanas enerģijas no dažiem eV līdz vairākiem desmitiem eV). Ārējā struktūra čaumalas A. chem. vienas grupas (vai apakšgrupas) periodiskā elementi. sistēmas līdzīgi, kas nosaka ķīmiskās vielas līdzību. Šajos elementos Sv. Palielinoties elektronu skaitam pildījuma apvalkā, to saistīšanas enerģija, kā likums, palielinās; maks. saistīšanas enerģija pieder elektroniem slēgtā apvalkā. Tāpēc A. ar vienu vai vairākiem. elektroni daļēji aizpildītā ārējā daļā. shell dot tos ķīmijā. rajoniem. A., Krimā trūkst viena vai vairākas. elektroni, lai izveidotu slēgtu ārējo. čaumalas tos parasti pieņem. BET. cēlgāzes, aizverot tālr. čaumalas, normālos apstākļos neietilpst ķīmiskās. rajoniem.

Iekšējā struktūra A. čaulas, elektroni uz-rykh ir saistīti daudz spēcīgāk (saistīšanas enerģija 10 2 -10 4 eV), izpaužas tikai ar mijiedarbību. A. ar ātrām daļiņām un augstas enerģijas fotoniem. Šādas mijiedarbības noteikt rentgenstaru spektru raksturu un daļiņu (elektronu, neitronu) izkliedi ar atomu vilni (sk. difrakcijas metodes). A. masa nosaka tādu tās fizisko. St-va, kā impulss, kinētisks. enerģiju. No mehāniskās un radniecīgās magn. un elektriskā kodola momenti A. ir atkarīgi no kādiem smalkiem fizikāliem. efekti (KMR, NQR, spektrālo līniju hipersmalkā struktūra, cm Spektroskopija).

Vājāks par ķīmiju. elektrostatiskais savienojums. mijiedarbība divi A. izpaužas savstarpējā polarizējamībā – elektronu nobīdē attiecībā pret kodoliem un polarizācijas iestāšanās. pievilkšanās spēki starp A. (sk. starpmolekulārā mijiedarbība). A. ir polarizēts arī ārēji. elektrisks lauki; Rezultātā enerģijas līmeņi tiek novirzīti un, kas ir īpaši svarīgi, deģenerētie līmeņi tiek sadalīti (sk. Starka efekts). A. var būt arī polarizēts elektriskās ietekmē. elektromagnētisko viļņu lauki. starojums; atkarīgs no starojuma frekvences, kas nosaka salas refrakcijas indeksa atkarību no tā, kas saistīts ar polarizējamību A. Ciešā savienojuma optiskā. St A. ar savu elektrisko. Sv tu esi īpaši izteikts optiskajā. spektri.

Ārējais A. elektroni nosaka un magn. sv-va in-va. In A. ar aizpildītu izl. čaumalas tās magn. moments, kā arī kopējais impulsa moments (mehāniskais moments), nulle. A. ar daļēji aizpildītu. čaulām, kā likums, ir pastāvīgie magnēti. brīži, kas atšķiras no nulles; šādas vielas ir paramagnētiskas (sk paramagnēti). Izv. magn. lauks visi enerģijas līmeņi A., to-rykh magn. moments nav vienāds ar nulli, sadalīts (skat. att.). Zēmana efekts). Visiem A. piemīt diamagnētisms, kas ir saistīts ar inducēta magnēta parādīšanos tajos. brīdis ārējā iedarbībā magn. lauki (sk dielektriķi).

St. A., kas atrodas saistošais stāvoklis(piem., kas ir daļa no molekulām), atšķiras no sv-in svob. A. naib. izmaiņas iziet St Islands, ko nosaka ārējā. elektroni, kas iesaistīti ķīmijā. sakari; sv-va, ko nosaka elektroni ext. čaumalas, var palikt praktiski nemainīgas. Dažas A. īpašības var mainīties atkarībā no dotā atoma vides simetrijas. Kā piemēru var minēt enerģijas līmeņu sadalīšanu A. kristālos un kompleksos Comm., elektrisko iedarbībā notiek griezums. lauki, ko rada apkārtējie joni vai ligandi.

Lit.: Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Struktūra, 3. izdevums, M., 1978; Schloekiy E. V., Atomic Physics, 7. izdevums, 1.–2. sēj., M., 1984. M. A. Eljaševičs.

Ķīmiskā enciklopēdija. - M.: Padomju enciklopēdija. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .

Sinonīmi:

Skatiet, kas ir "ATOM" citās vārdnīcās:

atoms atoms un... Krievu valodas pareizrakstības vārdnīca

- (grieķu atomos, no negatīvās daļas, un tome, tomosa nodaļa, segments). Bezgala maza nedalāma daļiņa, kuras kopums veido jebkuru fizisko ķermeni. Krievu valodā iekļauto svešvārdu vārdnīca. Čudinovs A.N., 1910. ATOM grieķu ... Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

ATOM, mazākā vielas daļiņa, kas var iesaistīties ķīmiskās reakcijās. Katrai vielai ir savs atomu kopums. Savulaik tika uzskatīts, ka atoms ir nedalāms, tomēr tas sastāv no pozitīvi lādēta KODOLA, ... ... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

Mūsu pasaule ir pilna ar daudz noslēpumu un neatrisinātu, jo fizikālie un ķīmiskie procesi ir patiesi pārsteidzoši. Taču zinātnieki pastāvīgi ir centušies izprast matērijas būtību, no kuras tiek austa dzīvība Visumā. Šis jautājums cilvēcē bieži sāka rasties jau ilgu laiku. Šis raksts jums pastāstīs, kas ir vienkāršs atoms, no kādām elementārdaļiņām tas sastāv un kā zinātnieki atklāja ķīmiskā elementa mazākās daļas esamību.

Kas ir atoms un kā tas tika atklāts?

Atoms ir ķīmiskā elementa mazākā daļa. Dažādu elementu atomi atšķiras pēc protonu un neitronu skaita.

Hēlija atoma un tā kodola salīdzinošais izmērs

Pirmie, kas sāka nopietni domāt par to, no kā sastāv visi priekšmeti, bija senie grieķi. Starp citu, vārds "atoms" cēlies no grieķu valoda un tulkojumā nozīmē "nedalāms". Grieķi uzskatīja, ka agrāk vai vēlāk parādīsies daļiņa, kuru nevarēs sadalīt. Bet viņu argumentācija bija vairāk spekulatīva nekā zinātniska, tāpēc nevar teikt, ka tas senie cilvēki bija pirmais, kurš veica lielus atklājumus par sīko daļiņu esamību.

Apsveriet agrākās idejas par to, kas ir atoms.

seno grieķu filozofs Demokrits pieņemts, ka jebkuras vielas galvenie parametri ir forma un masa un ka jebkura viela sastāv no mazām daļiņām. Demokrits minēja piemēru ar uguni: ja tā deg, tad daļiņas, no kurām tā sastāv, ir asas. Ūdens, gluži pretēji, ir gluds, jo tas spēj plūst. Un cieto priekšmetu daļiņu stāvoklis, pēc viņa domām, ir aptuvens, jo tās spēj pilnībā savienoties viena ar otru. Demokrits arī bija pārliecināts, ka cilvēka dvēsele sastāv no atomiem.

Interesants fakts: ja līdz 19. gadsimtam ar atoma jautājumu nodarbojās tikai filozofi, tad Džons Daltons kļuva par pirmo eksperimentētāju, kurš pētīja mazās daļiņas. Eksperimentu laikā viņš uzzināja, ka atomiem ir dažāda masa, kā arī dažādas īpašības. Starp citu, atomu izvietojumu konkrētu vielu molekulās ir daudz interesantāk pētīt, ja novērojat ķīmiskās reakcijas kas rodas eksperimentu laikā. Lai gan Daltona darbi nepaskaidroja, kas ir atoms kopumā, tie deva atvadīšanās vārdus dažiem citiem zinātniekiem.

Džona Daltona (1808) attēlotie atomi un molekulas

1904. gadā Džons Tomsons izvirzīja pieņēmumu par atoma modeli: zinātnieks uzskatīja, ka atoms sastāv no pozitīvi lādētas vielas, kuras iekšpusē atrodas negatīvi lādēti asinsķermenīši. Problēma ar pieņēmumu ir tāda, ka Tompsons mēģināja izmantot savu modeli, lai ņemtu vērā elementu spektrālās līnijas, taču viņa eksperimenti sāka neveiksmīgi.

Tajā pašā laikā japāņu fiziķis Hataro Nagaoka atzina, ka atoms ir līdzīgs planētai Saturns: it kā sastāv no kodola ar pozitīvu lādiņu un elektroniem, kas griežas ap to. Bet viņa atoma modelis nebija pilnīgi pareizs.

1911. gadā zinātnieks Rezerfords izvirzīja citu pieņēmumu par atoma uzbūvi. Viņa hipotēžu rezultāts bija satriecošs: tagad mūsdienu zinātnē viņi lielā mērā paļaujas uz šī fiziķa atklājumu.

1913. gadā Nīls Bors izvirzīja daļēji klasisku atoma uzbūves teoriju, kuras pamatā bija Raterforda darbi.

Rezerforda atoma modeļa izveide

Apskatīsim šo modeli, jo tajā ir detalizēti aprakstītas dažas atoma īpašības. Kā minēts iepriekš, Ernests Raterfords, "tēvs" kodolfizika, sāka strādāt pie atoma modeļa 1911. gadā. Fiziķis sāka iegūt vēlamo rezultātu, kad viņš sāka atspēkot Tomsona atoma modeli. Zinātnieks nāca palīgā Geigera un Marsdena eksperimentā par alfa daļiņu izkliedi. Zinātnieks ierosināja, ka atomam ir ļoti mazs pozitīvi uzlādēts kodols. Šie argumenti palīdzēja izveidot atoma modeli, kas ir līdzīgs Saules sistēmai, tāpēc tam tika dots nosaukums « planētu modelis atoms".

Atomu planētu modelis: kodols (sarkans) un elektroni (zaļš)

Atoma centrā atrodas kodols, kas satur gandrīz visu atoma masu un kuram ir pozitīvs lādiņš. Kodols sastāv no protoniem un neitroniem. Protoni - elementārdaļiņas ar pozitīvu lādiņu, un neitroni ir elementārdaļiņas, kurām nav lādiņa. Ap kodolu kā planētas Saules sistēma, elektroni griežas.

Lielākā daļa no mums atoma tēmu mācījās skolā, fizikas stundā. Ja tomēr esat aizmirsis, no kā sastāv atoms, vai tikko sākat iet cauri šai tēmai, šis raksts ir tieši jums.

Kas ir atoms

Lai saprastu, no kā sastāv atoms, vispirms ir jāsaprot, kas tas ir. Vispārpieņemtā tēze in skolas mācību programma Saskaņā ar fiziku atoms ir jebkura ķīmiskā elementa mazākā daļiņa. Tādējādi atomi ir visā, kas mūs ieskauj. Neatkarīgi no tā, vai animēt vai nedzīvs objekts, uz zemākajiem fizioloģiskajiem un ķīmiskajiem slāņiem, tas sastāv no atomiem.

Atomi ir daļa no molekulas. Neskatoties uz šo uzskatu, ir elementi, kas ir mazāki par atomiem, piemēram, kvarki. Kvarku tēma netiek apspriesta ne skolā, ne augstskolās (izņemot īpašus gadījumus). Kvarks - ķīmiskais elements, kam nav iekšējas struktūras, t.i. daudz vieglākas struktūras nekā atoms. Uz Šis brīdis zinātne zina 6 kvarku veidus.

No kā sastāv atoms?

Visi objekti mums apkārt, kā jau minēts, no kaut kā sastāv. Istabā ir galds un divi krēsli. Katra mēbele savukārt ir izgatavota no kāda materiāla. Šajā gadījumā koks. Koks sastāv no molekulām, un šīs molekulas sastāv no atomiem. Un šādu piemēru ir bezgalīgi daudz. Bet no kā sastāv pats atoms?

Atoms sastāv no kodola, kas satur protonus un neitronus. Protoni ir pozitīvi lādētas daļiņas. Neitroni, kā norāda nosaukums, ir neitrāli lādēti, t.i. nav maksas. Ap atoma kodolu atrodas lauks (elektriskais mākonis), kurā pārvietojas elektroni (negatīvi lādētas daļiņas). Elektronu un protonu skaits var atšķirties viens no otra. Tieši šī atšķirība ir galvenā ķīmijā, kad tiek pētīts jautājums par piederību kādai vielai.

Atomu ar atšķirīgu iepriekšminēto daļiņu skaitu sauc par jonu. Kā jūs varētu uzminēt, jons var būt negatīvs vai pozitīvs. Tas ir negatīvs, ja elektronu skaits pārsniedz protonu skaitu. Un otrādi, ja ir vairāk protonu, jons būs pozitīvs.

Atoms seno domātāju un zinātnieku skatījumā

Ir daži ļoti interesanti pieņēmumi par atomu. Zemāk būs saraksts:

Demokrīta ieteikums. Demokrits pieņēma, ka vielas īpašības ir atkarīgas no tās atoma formas. Tādējādi, ja kaut kam piemīt šķidruma īpašība, tad tas ir saistīts tieši ar to, ka atomi, kas veido šo šķidrumu, ir gludi. Balstoties uz Demokrita loģiku, ūdens un, piemēram, piena atomi ir līdzīgi.
planetārie pieņēmumi. 20. gadsimtā daži zinātnieki izvirzīja pieņēmumus, ka atoms ir sava veida planētas. Viens no šiem pieņēmumiem bija šāds: tāpat kā planētai Saturns, arī atomam ap kodolu ir gredzeni, pa kuriem pārvietojas elektroni (kodols tiek salīdzināts ar pašu planētu, bet elektriskais mākonis ar Saturna gredzeniem). Neskatoties uz objektīvo līdzību ar pārbaudīto teoriju, šī versija tika atspēkota. Līdzīgs bija arī Bora-Ruterforda ieteikums, kas vēlāk arī tika atspēkots.

Neskatoties uz to, var droši teikt, ka Rezerfords sniedza lielu saprašanās lēcienu īstā būtība atoms. Viņam bija taisnība, sakot, ka atoms ir līdzīgs kodolam, kas pats par sevi ir pozitīvs, un atomi pārvietojas ap to. Vienīgais viņa modeļa trūkums ir tas, ka elektroni, kas atrodas ap atomu, nepārvietojas nevienā noteiktā virzienā. Viņu kustība ir haotiska. Tas ir pierādīts un iekļauts zinātnē ar kvantu mehāniskā modeļa nosaukumu.