Definicija atoma. Iz česa je sestavljen atom? infografika

ATOM, najmanjši delec snovi, ki je lahko podvržen kemičnim reakcijam. Vsaka snov ima svoj nabor atomov. Nekoč je veljalo, da je atom nedeljiv, vendar je sestavljen iz pozitivno nabitega JEDRA, okoli katerega se vrtijo negativno nabiti elektroni. Jedro (katerega obstoj je leta 1911 ustanovil Ernst RUTHERFORD) je sestavljeno iz gosto pakiranih protonov in nevtronov. Zavzema le majhen del prostora znotraj atoma, vendar predstavlja skoraj celotno maso atoma. Leta 1913 je Niels BOR predlagal, da se elektroni premikajo po fiksnih orbitah. Od takrat so raziskave v KVANTNI MEHANIKI pripeljale do novega razumevanja orbit: po Heisenbergovem NAČELU NEGOTOVNOSTI točnega položaja in TRENUTKA gibanja subatomskega delca ni mogoče poznati hkrati. Število elektronov v atomu in njihova razporeditev določata Kemijske lastnosti element. Ko dodamo ali odvzamemo enega ali več elektronov, nastane ion.

Masa atoma je odvisna od velikosti jedra. Predstavlja največji delež teže atoma, saj elektroni ne tehtajo nič. Na primer, atom urana je najtežji naravni atom, ki ima 146 nevtronov, 92 protonov in 92 elektronov. Po drugi strani pa je najlažji atom vodika, ki ima 1 proton in elektron. Vendar je atom urana, čeprav je 230-krat težji od atoma vodika, le trikrat večji. Teža atoma je izražena v enotah atomske mase in je označena z u. Atomi so sestavljeni iz še manjših delcev, imenovanih subatomski (elementarni) delci. Glavni so protoni (pozitivno nabiti), nevtroni (električno nevtralni) in >lsktroni (negativno "nabiti). Akumulacije nrounonov in nevtronov tvorijo jedro v središču atoma vseh >lsmstonov (z izjemo vodika, ki ima samo en proton). "Elektroni" se vrtijo naokrog! jedra na neki oddaljenosti od nje, sorazmerno z pa (mere atoma. | (Če bi bilo na primer jedro helijevega atoma velikosti teniške žogice, bi bili elektroni od njega oddaljeni 6 km 112 jih je različne vrste atomov, kolikor je elementov v periodnem sistemu. Atome elementov ločimo po atomskem številu in atomska masa. JEDRO ATOMA Masa atoma je predvsem posledica razmeroma gostega jedra. I (rotoni in nevtroni imajo maso približno 1K4 ()-krat večjo od elektronov. Ker so teki pozitivno nabiti, nevtroni pa nevtralni, je jedro atoma vedno pozitivno nabito. Ker se nasprotni naboji medsebojno privlačijo, jedro zadrži elektrone v svojih Teki in nevtroni so sestavljeni iz še manjših delcev, kvarkov. v ozadje v atomu določa svojo kemično nevednost H oshichis iz planetov sončnega sistema, nevroni se vrtijo okoli jedra naključno, oiMiiMi niti fiksni razdalji od jedra, to je IVH "oSyulochki". premagovanje privlačnosti pozitivno nabitega jedra. V nevtralnem atomu pozitiven naboj elektronov uravnoteži pozitiven naboj protonov v jedru. Zato odstranitev ali dodajanje enega elektrona v agomu vodi do pojava nabitega iona. Elektronske lupine se nahajajo na določeni razdalji od jedra, odvisno od njihove energetske ravni. Vsaka lupina je oštevilčena, štetje od jedra. Na agome ni več kot sedem školjk in vsaka od njih lahko vsebuje samo določeno število elektronov. Če je energije dovolj, lahko elektron skoči iz ene lupine v drugo, višjo. Ko ponovno zadene spodnjo lupino, odda sevanje v obliki fotona. Elektron spada v razred delcev, imenovanih leptoni, njegov antidelec pa se imenuje pozitron.

JEDRSKA VERIŽNA REAKCIJA. Pri jedrski eksploziji, na primer, ayumnoi oomba, nevtron udari v jedro urana 23b (to je jedro s skupnim številom protonov in nevtronov enakim ? 35). Pri: nom se nevtron absorbira in nastane uran.236 Je zelo nestabilen in se razcepi na dve manjši jedri, pri čemer se sprosti ogromno energije in več nevtronov.imenovani kritični pogoji (količina urana-235 presega kritično masa), potem bo število nevtronskih trkov zadostno, da se reakcija razvije z bliskovito hitrostjo, t.j. nadaljevati verižna reakcija. AT jedrski reaktor Toplota, ki se sprosti iz procesa EUM, se uporablja za ogrevanje pare, ki poganja turbinski generator, ki proizvaja električno energijo.

Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar .

Sopomenke:

Poglejte, kaj je "ATOM" v drugih slovarjih:

atom atom in ... Ruski pravopisni slovar

- (grško atomos, iz negativnega dela in tome, tomos oddelek, segment). Neskončno majhen nedeljiv delec, katerega celota sestavlja vsako fizično telo. Besednjak tuje besede vključeno v ruski jezik. Chudinov A.N., 1910. ATOM grški ... Slovar tujih besed ruskega jezika

atom- a m. atom m. 1. Najmanjši nedeljivi delec snovi. Atomi ne morejo biti večni. Cantemir O naravi. Ampere verjame, da vsak nedeljiv delec snovi (atom) vsebuje inherentno količino električne energije. DZ 1848 56 8 240. Naj bo … … Zgodovinski slovar galicizmov ruskega jezika

- (iz grškega atomos - nedeljiv) najmanjši sestavni delci materije, ki sestavljajo vse, kar obstaja, vključno z dušo, ki je nastala iz najfinejših atomov (Leucippus, Democritus, Epicurus). Atomi so večni, ne nastajajo in ne izginjajo, so v konstanti ... ... Filozofska enciklopedija

Atom- Atom ♦ Atom Etimološko je atom nedeljiv delec ali delec, ki je podvržen le špekulativni delitvi; nedeljiv element (atomos) snovi. Demokrit in Epikur razumeta atom v tem smislu. Sodobni znanstveniki se dobro zavedajo, da je to ... ... Filozofski slovar Sponville

- (iz grščine atomos nedeljiv) najmanjši delec kemičnega elementa, ki ohranja svoje lastnosti. V središču atoma je pozitivno nabito Jedro, v katerem je skoncentrirana skoraj celotna masa atoma; elektroni se premikajo in tvorijo elektronske ... Veliki enciklopedični slovar

Mož, Grk nedeljivo; materija v skrajnih mejah svoje deljivosti, neviden prašek, iz katerega naj bi bila sestavljena vsa telesa, vsaka snov, kot iz zrnca peska. | Neizmerna, neskončno majhna trohica prahu, nepomembna količina. | Kemiki imajo besedo ... ... Slovar Dalia

cm … Slovar sinonimov

ATOM- (iz grščine atomos nedeljiv). Beseda A. se uporablja v sodobna znanost v različnih pomenih. V večini primerov A. imenujejo omejevalno količino kem. elementa, nadaljnja razdrobljenost na rog vodi do izgube individualnosti elementa, torej do ostrega ... ... Velika medicinska enciklopedija

atom- atom Atom je del govora, kot najmanjši nosilec kemičnih moči pojočega kemičnega elementa. Vіdomo slogi vrst atomov, sіlki je kemičnih elementov in їх іzotopіv. Električno nevtralen, sestavljen iz jeder in elektronov. Polmer atoma ... ... Enciklopedični slovar Girnichiy

knjige

Atom vodika in neevklidska geometrija, V.A. Fock. Ta knjiga bo izdelana v skladu z vašim naročilom s tehnologijo tiskanja na zahtevo. Reproducirano v izvirnem avtorskem črkovanju izdaje iz leta 1935 (založba "Založba ...
Atom vodika je najpreprostejši izmed atomov. Nadaljevanje teorije Nielsa Bohra. 5. del. Frekvenca fotonskega sevanja sovpada s povprečno frekvenco sevanja elektronov v prehodu, AI Shidlovsky. Bohrova teorija vodikovega atoma (»vzporedna« s kvantno mehanskim pristopom) se nadaljuje po tradicionalni poti razvoja fizike, kjer v teoriji sobivajo opazne in neopazljive količine. Za…

ATOM(iz grškega atomos - nedeljiv), najmanjši delec kemikalije. element, njegov sv. Vsaka kem. element ustreza nizu določenih atomov. Z medsebojnim povezovanjem atomi enega ali različnih elementov tvorijo na primer bolj kompleksne delce. . Vse sorte kem. in-in (trdno, tekoče in plinasto) zaradi razgradnje. kombinacije atomov. Atomi lahko obstajajo v prostem. stanje (v , ). Sveti otoki atoma, vključno z najpomembnejšimi za sposobnost atoma, da tvori kemikalijo. Comm., določajo značilnosti njegove strukture.

Splošne značilnosti strukture atoma. Atom je sestavljen iz pozitivno nabitega jedra, ki ga obdaja oblak negativno nabitih. Dimenzije atoma kot celote so določene z dimenzijami njegovega elektronskega oblaka in so velike v primerjavi z dimenzijami atomskega jedra ( linearne dimenzije atom ~ 10 ~ 8 cm, njegova jedra ~ 10 "-10" 13 cm). Elektronski oblak atoma nima strogo določenih meja, zato je velikost atoma v vrednosti. stopnje so pogojne in odvisne od tega, kako so določene (glej). Jedro atoma je sestavljeno iz Z in N, ki ga držita jedrske sile (glej). Pozitivno naboj in negativen. naboji so enaki v abs. vrednost in sta enaka e = 1,60 * 10 -19 C; nima elektrike. napolniti. Jedrski naboj +Ze - glavni. značilnost atoma, ki določa njegovo pripadnost določeni kemikaliji. element. element v periodiki periodični sistem () je enak številu v jedru.

V električno nevtralnem atomu je število v oblaku enako številu v jedru. Vendar pa lahko pod določenimi pogoji izgubi ali pritrdi, obrne oz. v položaju. ali zanikati. , npr. Li +, Li 2+ ali O -, O 2-. Ko govorimo o atomih določenega elementa, pomenijo tako nevtralne atome kot ta element.

Masa atoma je določena z maso njegovega jedra; masa (9,109 * 10 -28 g) je približno 1840-krat manjša od mase ali ( 1,67 * 10 -24 g), zato je prispevek k masi atoma nepomemben. Skupno število in klicani A \u003d Z + N. . in naboj jedra sta označena. nadpis in podpis levo od simbola elementa, npr. 23 11 Na. Pogled na atome enega elementa z določeno vrednost N nam. . Atomi istega elementa z enakim Z in različnim N se imenujejo. ta element. Razlika v masi malo vpliva na njihovo kemijo. in fizično St. wah. Večina sredstev, razlik () opazimo zaradi velikega relativnega. razlike v masi navadnega atoma (), D in T. Točne vrednosti mase atomov določimo z metodami.

Stacionarno stanje enoelektronskega atoma je edinstveno označeno s štirimi kvantnimi številkami: n, l, m l in m s . Energija atoma je odvisna samo od n, raven z danim n pa ustreza številu stanj, ki se razlikujejo po vrednostih l, m l , m s . Stanja z danimi n in l so običajno označena kot 1s, 2s, 2p, 3s itd., kjer številke označujejo vrednosti l, črke s, p, d, f in dalje v latinščini ustrezajo vrednostim q = 0, 1, 2, 3, ... Število razl. stanja z danim n in q je 2(2l + 1) število kombinacij vrednosti m l in m s . Skupno število dec. stanja z danim n je , torej ravni z vrednostmi n = 1, 2, 3, ... ustrezajo 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. . Klicana raven, ki ji ustreza samo ena (ena valovna funkcija). nedegeneriran. Če raven ustreza dvema ali več, se imenuje. degeneriran (glej ). V atomu sta energijski nivoji degenerirani glede na l in m l ; degeneracija v m s poteka le približno, če interakcije ne upoštevamo. vrtljivi magnet. navor z magnetnim polje zaradi orbitalnega gibanja v električnem. polje jedra (glej). To je relativistični učinek, majhen v primerjavi s Coulombovo interakcijo, vendar je bistveno pomemben, ker vodi do dodatnih cepitev energijskih nivojev, ki se kaže v obliki t.i. fina struktura.

Glede na n, l in m l kvadrat modula valovne funkcije določa povprečno porazdelitev za elektronski oblak v atomu. Razl. atomi se med seboj bistveno razlikujejo po porazdelitvi (slika 2). Tako je za l = 0 (s-stanja) v središču atoma drugačna nič in ni odvisna od smeri (tj. je sferno simetrična), za druga stanja je enaka nič v središču atoma in odvisno od smeri.

riž. 2. Oblika elektronskih oblakov za različna stanja atoma.

V večelektronskih atomih zaradi medsebojne elektrostatičnosti. odboj bistveno zmanjša njihovo povezavo z jedrom. Na primer, energija ločitve od He + je 54,4 eV, v nevtralnem atomu He je veliko manj - 24,6 eV. Pri težjih atomih je vez zunanja. z jedrom je še šibkejši. Pomembno vlogo pri večelektronskih atomih igra specifičnost. , ki je povezana z nerazločljivostjo, in dejstvom, da se ubogajo, po Kromu, v vsakem, za katerega so značilna štiri kvantna števila, ne more biti več kot eno. Za večelektronski atom je smiselno govoriti le o celotnem atomu kot celoti. Vendar približno, v t.i. enoelektronski približek, lahko obravnavamo ločeno in označimo vsako enoelektronsko stanje (določeno orbitalo, opisano z ustrezno funkcijo) z nizom štirih kvantna števila n, l, m l in m s . Množica 2(2l + 1) v stanju z danima n in l tvori elektronsko lupino (imenovano tudi podnivo, podlupina); če so vsa ta stanja zasedena, se pokliče lupina. napolnjen (zaprt). Nabor 2p 2 stanj z enakim n, vendar različnim l tvori elektronski sloj (imenovan tudi nivo, lupina). Za n = 1, 2, 3, 4, ... so plasti označene s simboli K, L, M, N, ... Število v lupinah in plasteh, ko so popolnoma napolnjene, je podano v tabeli:

Med stacionarnimi stanji v atomu so možna. Pri prehodu z več visoka stopnja energije E i na nižjo E k atom odda energijo (E i - E k), pri povratnem prehodu jo prejme. Med sevalnimi prehodi atom oddaja ali absorbira kvant elektromagneta. sevanje (foton). Možno in ko atom daje ali prejema energijo v interakciji. z drugimi delci, s katerimi trči (npr. v) ali je dolgoročno povezan (v. Kemijske lastnosti določa zgradba zunanjosti. elektronske lupine atomi, v katerih so relativno šibko vezani (vezne energije od nekaj eV do nekaj deset eV). Struktura zunanjega lupine atomov kem. elementi ene skupine (ali podskupine) periodične. sistemov podobno, kar določa podobnost kem. St. v teh elementih. S povečanjem števila v polnilni lupini se njihova vezavna energija praviloma poveča; maks. imajo vezavno energijo v zaprti lupini. Zato atomi z enim ali več. v delno zapolnjenem zn. lupini jih daj v kem. okrožja. Atomi, do-Krim manjka eden ali več. za nastanek zaprtega zuna. školjke jih običajno sprejmejo. Atomi z zaprto zunanjostjo. lupine, v normalnih pogojih ne vstopajo v kemično. okrožja.

Struktura notranjega lupine atomov, to-rykh so povezane veliko močneje (energija vezave 10 2 -10 4 eV), se pojavi šele, ko je interakcija. atomi s hitrimi delci in fotoni visoke energije. Takšne interakcije določi naravo rentgenskih spektrov in razpršitev delcev ( , ) po atomih (glej ). Masa atoma določa tako njegovo fizično. St-va, kot impulz, kinetični. energija. Od mehanskih in sorodnih magn. in električni trenutki jedra atoma so odvisni od neke subtilne fizične. učinki (odvisno od frekvence sevanja, ki določa odvisnost lomnega količnika snovi, ki je povezana z atomom, od nje. Tesna povezava med optičnimi lastnostmi atoma in njegovimi električnimi lastnostmi je še posebej izrazita v optičnih spektrih.

===
Uporaba literatura za članek "ATOM": Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Struktura, 3. izd., M., 1978; E. V. Schloeki, Atomska fizika, 7. izd., letnik 1-2, M., 1984. M. A. Elyashevich.

stran "ATOM" pripravljeno iz materialov.

ATOM

(iz grškega atomos - nedeljiv), najmanjši delec kemikalije. elementa, nosilca njegovega sv. Vsaka kem. element ustreza nizu določenih A. Med seboj povezujejo A. enega ali različnih elementov tvorijo bolj kompleksne delce npr. molekule. Vse sorte kem. in-in (trdno, tekoče in plinasto) zaradi razgradnje. kombinacije A. med seboj. A. lahko obstaja v prostem. stanje (v plinu, plazmi). Saint-va A., vključno z najpomembnejšo sposobnostjo kemije A., da tvori kemikalijo. Comm., določajo značilnosti njegove strukture.

Splošne značilnosti strukture atoma. A. sestoji iz pozitivno nabitega jedra, ki ga obdaja oblak negativno nabitih elektronov. Dimenzije A. kot celote so določene z dimenzijami njegovega elektronskega oblaka in so velike v primerjavi z dimenzijami jedra A^ (linearne dimenzije A. so ~ 10-8 cm, njegova jedra so ~ 10"-10" 13 cm). Elektronski oblak A. nima strogo določenih meja, zato so dimenzije A. v povprečju. stopnje so pogojne in odvisne od tega, kako so določene (glej. atomski polmeri). Jedro A. sestavljajo Z protoni in N nevtroni, ki jih skupaj držijo jedrske sile (gl. atomsko jedro). Pozitivno protonski naboj in negativen. naboj elektronov je enak v abs. vrednost in sta enaka e = 1,60 * 10 -19 C; nima elektrike. napolniti. Jedrski naboj +Ze - glavni. značilnost A., ki določa njeno pripadnost določeni kemikaliji. element. Zaporedna številka elementa v obdobju. na sistem Mendelejeva (atomsko število) je enako številu protonov v jedru.

V električno nevtralni atmosferi je število elektronov v oblaku enako številu protonov v jedru. Vendar pa lahko pod določenimi pogoji izgubi ali pridobi elektrone, ki se obrnejo oz. v položaju. ali zanikati. ion, na primer. Li +, Li 2+ ali O -, O 2-. Ko govorimo o A. določenega elementa, mislijo tako na nevtralno A. kot na ta element.

Maso A. določa masa njegovega jedra; masa elektrona (9,109 * 10 -28 g) je približno 1840-krat manjša od mase protona ali nevtrona (1,67 * 10 -24 g), zato je prispevek elektronov k masi A. nepomemben. Skupno število protonov in nevtronov A = Z + N poklical masno število. Masno število in naboj jedra sta označena. nadpis in podpis levo od simbola elementa, npr. 23 11 Na. Vrsta atomov enega elementa z določeno vrednostjo Nnaz. nuklid. A. isti element z enakim Z in različnim Nnaz. izotopi tega elementa. Razlika v masi izotopov malo vpliva na njihovo kemijo. in fizično St. wah. Večina povprečnih razlik ( izotopski učinki) opazimo v vodikovih izotopih zaradi velikega relativnega. razlike v masi navadnega atoma (protija), devterija D in tritija T. Natančne vrednosti mas A. se določijo z metodami masne spektrometrije.

Kvantna stanja atoma. Zaradi majhne velikosti in velike mase lahko jedro atoma približno obravnavamo kot točko in počiva v središču mase atoma, atom pa lahko obravnavamo kot sistem elektronov, ki se gibljejo okoli nepremičnega središča - jedro. Celotna energija takega sistema je enaka vsoti kinetične. energije T vseh elektronov in potencialne energije U, ki je vsota energije privlačnosti elektronov z jedrom in energije medsebojnega odbijanja elektronov drug od drugega. A. spoštuje zakone kvantna mehanika; njegova glavna značilnost kot kvantni sistem - skupna energija E - lahko vzame samo eno od vrednosti diskretne serije E 1< Е 2 < Е 3 <> ...; int. A. ne more imeti energijskih vrednosti. Vsaka od "dovoljenih" vrednosti E ustreza eni ali več. stacionarna (z energijo, ki se ne spreminja v času) stanja A. Energija E se lahko spreminja le v skokih – s kvantnim prehodom A. iz enega stacionarnega stanja v drugo. Z uporabo metod kvantne mehanike je mogoče natančno izračunati E za atome z enim elektronom - vodikove in vodiku podobne atome: E \u003d ChhcRZ 2 / n 2,> kje h- Planckova konstanta z- hitrost svetlobe, celo število n= 1, 2, 3, ... določa diskretne vrednosti energije in se imenuje. glavno kvantno število; Rydbergova R-konstanta ( hcr = 13,6 eV). Pri uporabi f-la za izražanje diskretnih energijskih nivojev enega elektrona je A. zapisano v obliki:

kje te -> elektronska masa, -električna konstanta, Možne "dovoljene" vrednosti energije elektronov v A. so prikazane kot diagram energijskih ravni - vodoravne ravne črte, razdalje med katerimi ustrezajo razlikam v teh energijskih vrednostih (slika 1) . maks. nizka raven E 1, ki ustreza najnižji možni energiji, imenovana. glavni, vsi ostali - navdušeni. Podobno imenovan. stanja (zemeljski in vzbujeni X do Krima ustrezata navedenim energijskim nivojem. Z naraščajočimi nivoji se približujeta drug drugemu in pri , se energija elektronov približa vrednosti, ki ustreza prostemu (mirovajočemu) elektronu, odstranjenemu iz A. Kvantno stanje A. z energijo E je v celoti opisana z valovno funkcijo, kjer je r vektor polmera elektrona glede na jedro Zmnožek je enak verjetnosti, da se elektron najde v prostornini dV, t.j. -gostota verjetnosti ( elektronska gostota). Valovna funkcija je določena s Schrödingerjevo enačbo =, kjer je R operator celotne energije (Hamiltonian).

Poleg energije je za gibanje elektrona okoli jedra (orbitalno gibanje) značilen orbitalni kotni moment (orbitalni mehanski zagon) M 1 ; kvadrat njegove velikosti lahko sprejme vrednosti, ki jih določa orbitalno kvantno število l = 0, 1, 2, ...; , kje . Za dano in kvantno število l lahko prevzame vrednosti od 0 do (in 1). Projekcija orbitalnega zagona na določeno z-os prevzame tudi diskretno serijo vrednosti M lz =, kjer je m l magnetno kvantno število z diskretnimi vrednostmi od H l do +l(-l,..). - 1, O, 1, ... + l), skupaj 2l+ 1 vrednosti. Os z za A. v odsotnosti zn. sile izberemo poljubno, v magn. polje sovpada s smerjo vektorja jakosti polja. Elektron ima tudi svoj kotni moment - vrtenje in pripadajoče spin magn. trenutek. Zavrtite meh kvadrat. trenutek M S 2 =S(S>+ + 1) je določeno s spinskim kvantnim številom S= 1/2 in projekcijo tega trenutka na os z sz==- kvantno število s,> vzamejo pol cele vrednosti s = 1 / 2 > in s=

riž. 1. Shema energijskih nivojev vodikovega atoma ( vodoravne črte) in optično prehodi (navpične črte). Spodaj je del atomskega emisijskega spektra vodika - dve vrsti spektralnih črt; pikčasta črta prikazuje ujemanje črt in prehodov elektronov.

Stacionarno stanje enoelektronskega A. je edinstveno označeno s štirimi kvantnimi številkami: n, l, m l in m s. Energija A. vodik je odvisna samo od P, in raven z danim p ustreza številu stanj, ki se razlikujejo po vrednostih l, m l , s . > Stanja z danim pi l so običajno označena kot 1s, 2s, 2p, 3s itd., kjer številke označujejo vrednosti l, črke s, p, d, f in nadalje v latinici ustrezajo vrednostim d \u003d 0, 1, 2, 3, ... Število razč. stanja z danim pi d enak 2(2l+ 1) število kombinacij vrednosti m l in m s . Skupno število dec. države s dano pravico , torej ravni z vrednostmi n = 1, 2, 3, ... ustrezajo 2, 8, 18, ..., 2n 2 dec. kvantna stanja. Klicana raven, ki ji ustreza samo ena (ena valovna funkcija). nedegeneriran. Če raven ustreza dvema ali več kvantnim stanjem, se imenuje. degeneriran (gl degeneracija ravni energije). Pri atomizmu vodika sta energijski nivoji degenerirani glede na l in m l ; degeneracija v m s poteka le približno, če interakcije ne upoštevamo. vrtljivi magnet. moment elektrona z magnetom. polje zaradi orbitalnega gibanja elektrona v električni. polje jedra (glej spin-orbitna interakcija). To je relativistični učinek, majhen v primerjavi s Coulombovo interakcijo, vendar je bistveno pomemben, saj vodi v dodatne. cepitev energijskih nivojev, ki se kaže v atomskih spektrih v obliki t.i. fina struktura.

Glede na n, l in m l kvadrat modula valovne funkcije določa za elektronski oblak v A. povprečno porazdelitev elektronske gostote. Razl. kvantna stanja A. vodika se med seboj bistveno razlikujejo po porazdelitvi elektronske gostote (slika 2). Tako je za l = 0 (s-stanja) elektronska gostota v središču atoma drugačna nič in ni odvisna od smeri (tj. je sferično simetrična); za preostala stanja je enaka nič na središče atoma in je odvisno od smeri.

riž. 2. Oblika elektronskih oblakov za različna stanja atoma vodika.

V večelektronski A. zaradi medsebojne elektrostatične. odbijanje elektronov bistveno zmanjša njihovo povezavo z jedrom. Na primer, energija ločitve elektrona od iona He + je 54,4 eV, v nevtralnem atomu He je veliko manjša - 24,6 eV. Za težji A. priključek ekst. elektroni z jedrom so še šibkejši. Pomembno vlogo pri večelektronski A. igra specifična. izmenjava interakcij, povezana z nerazlikovanjem elektronov in dejstvom, da se elektroni ubogajo Paulijevo načelo, po Kromu v vsakem kvantnem stanju, za katerega so značilna štiri kvantna števila, ne more biti več kot en elektron. Za večelektronsko A. je smiselno govoriti le o kvantnih stanjih celotne A. kot celote. Vendar približno, v t.i. enoelektronski približek, lahko upoštevamo kvantna stanja posameznih elektronov in označimo vsako enoelektronsko stanje (določeno orbitalna, opisano z ustrezno funkcijo) z nizom štirih kvantnih števil n, l, m l in s.> Niz 2(2l + 1) elektronov v stanju z danim pi l tvori elektronsko lupino (imenovano tudi podnivo, podlupina); če so vsa ta stanja zasedena z elektroni, se lupina imenuje. napolnjen (zaprt). Agregat stanja z enakim n, vendar različnim l tvorijo elektronski sloj (imenovan tudi nivo, lupina). Za n= 1, 2, 3, 4, ... plasti so označene s simboli DO, L, M, N,... Število elektronov v lupinah in plasteh pri polnem polnjenju je podano v tabeli:

Moč vezi elektrona v A., to je energija, ki jo je treba prenesti elektronu, da bi ga odstranili iz A., se z naraščanjem n in pri danem p - s povečanje l. Vrstni red, v katerem so lupine in plasti napolnjene z elektroni v kompleksnem atomu, določa njegovo elektronsko konfiguracijo, to je porazdelitev elektronov po lupinah v osnovnem (nevzbujenem) stanju tega atoma in njegovih ionov. S takšnim polnjenjem so elektroni z naraščajočimi vrednostmi in in / zaporedno vezani. Na primer, za dušik A. (Z \u003d 7) in njegove ione N +, N 2+, N 3+, N 4+, N 5+ in N 6+ so elektronske konfiguracije: Is 2 2s 2 2p 3 ; Je 2 2s 2 2p 2 ; Je 2 2s 2 2p; Je 2 2s 2; Je 2 2s; Je 2; Je (število elektronov v vsaki lupini je označeno z indeksom zgoraj desno). Enake elektronske konfiguracije kot dušikovi ioni imajo nevtralne A. elemente z enakim številom elektronov: C, B, Be, Li, He, H (Z = 6, 5, 4, 3, 2, 1). Od n = 4 se spremeni vrstni red polnjenja lupine: elektroni z velikimi P, vendar se izkaže, da so manjši l močneje vezani kot elektroni z manjšim in večjim l (pravilo Klečkovskega), na primer. 4s elektroni so vezani močneje kot 3d elektroni in najprej se napolni 4s lupina, nato pa 3d. Pri polnjenju školjk 3d, 4d, 5d dobimo skupine ustreznih prehodnih elementov; pri polnjenju 4f- in 5f lupine - oz. lantanidi in . Vrstni red polnjenja običajno ustreza povečanju vsote kvantnih števil (n + l ); če so te vsote enake za dve ali več lupin, se najprej napolnijo lupine z manjšim u. Obstaja sled. zaporedje polnjenja elektronskih lupin:

Za vsako obdobje je konfiguracija elektronov žlahtnega plina, max. število elektronov, zadnja vrstica pa prikazuje vrednosti n + l. Obstajajo pa odstopanja od tega vrstnega reda polnjenja (za več podrobnosti o polnjenju lupin glej Periodični sistem kemični elementi).

Med stacionarnimi stanji v A. možna kvantni prehodi. Pri prehodu z višje energetske ravni E i na nižjo E k A. oddaja energijo (E i H E k), jo sprejema v obratnem prehodu. Med sevalnimi prehodi A. oddaja ali absorbira kvant elektromagneta. sevanje (foton). Možno je tudi, ko A. med interakcijo daje ali prejema energijo. z drugimi delci, s katerimi trči (npr. v pline) ali je trajno povezan (v molekulah, tekočinah in trdne snovi). V atomskih plinih kot posledica trka prostega. A. z drugim delcem lahko preide na drugo energijsko raven – doživi neelastičen trk; pri elastičnem trku se spremeni le kinetika. postulat energije. A.-jevih gibov, in njegov poln vnutr. energija E ostane nespremenjena. Brez neelastičnega trka. A. s hitro premikajočim se elektronom, ki daje temu A. svojo kinetiko. energija, - vzbujanje A. z elektronskim udarcem - ena od metod za določanje energijskih nivojev A.

Struktura atoma in lastnosti snovi. Chem. Otoki St. so določeni z zgradbo zunanjosti. elektronske lupine A., v katerih so elektroni relativno šibko vezani (vezne energije od nekaj eV do nekaj deset eV). Struktura zunanjega lupine A. kem. elementi ene skupine (ali podskupine) periodične. sistemov podobno, kar določa podobnost kem. St. v teh elementih. S povečanjem števila elektronov v polnilni lupini se njihova vezavna energija praviloma poveča; maks. vezno energijo imajo elektroni v zaprti lupini. Zato je A. z enim ali več. elektronov v delno napolnjenem ekst. lupini jih daj v kem. okrožja. A., Krim manjka enega ali več. elektronov, da tvorijo zaprto zunanjost. školjke jih običajno sprejmejo. AMPAK. žlahtni plini, po zaprtju ekst. lupine, v normalnih pogojih ne vstopajo v kemično. okrožja.

Struktura notranjega A. lupine, so elektroni na-rykh vezani veliko močneje (vezna energija 10 2 -10 4 eV), se kaže le z interakcijo. A. s hitrimi delci in visokoenergetskimi fotoni. Takšne interakcije določi značaj rentgenskih spektrov in razpršitev delcev (elektronov, nevtronov) z atomskim valom (gl. difrakcijske metode). Masa A. določa takšne njegove fizične. St-va, kot impulz, kinetični. energija. Od mehanskih in sorodnih magn. in električni momenti jedra A. odvisni od nekaterih subtilnih fizičnih. učinki (NMR, NQR, hiperfina struktura spektralnih črt, cm Spektroskopija).

Šibkejši od kem. elektrostatična povezava. interakcijo dva A. se kažeta v njuni medsebojni polarizabilnosti – premiku elektronov glede na jedra in pojavu polarizacije. privlačne sile med A. (glej. medmolekularne interakcije). A. je polariziran tudi v zunanji. električni polja; Posledično se nivoji energije premaknejo in, kar je še posebej pomembno, se degenerirani nivoji razdelijo (glej sliko 1). Starkov učinek). A. se lahko polarizira tudi pod vplivom el. elektromagnetna valovna polja. sevanje; odvisna od frekvence sevanja, ki določa odvisnost od nje lomnega količnika otoka, povezanega s polarizabilnostjo A. Tesna povezava optična. St. A. s svojim električnim. St. si še posebej izrazit v optičnem. spektri.

Ext. A.-jevi elektroni določajo in magn. sv-va in-va. V A. z izpolnjenim ekst. školjke svoje magn. moment, kot tudi skupni moment impulza (mehanski moment), nič. A. z delno izpolnjenim. lupine imajo praviloma trajne magnete. trenutki, ki niso nič; takšne snovi so paramagnetne (gl paramagneti). V zn. magn. polje vse energetske ravni A., za to-rykh magn. trenutek ni enak nič, razdeli se (glej sl. Zeemanov učinek). Vsi A. imajo diamagnetizem, ki je posledica pojava v njih induciranega magneta. trenutek pod vplivom zunanjih magn. polja (glej dielektriki).

St. A., ki se nahaja v vezano stanje(npr. ki je del molekul), se razlikujejo od sv-in svob. A. naib. spremembe podvržejo St. Otoki, ki jih določa zunanji. elektroni, vključeni v kem. komunikacije; sv-va, določeno z elektroni ekst. lupine, lahko ostanejo skoraj nespremenjene. Nekatere lastnosti A. se lahko spremenijo glede na simetrijo okolja danega atoma. Primer je cepitev energijskih nivojev A. v kristalih in kompleksnih Comm., rez nastane pod vplivom električnega. polja, ki jih ustvarjajo okoliški ioni ali ligandi.

Lit.: Karapetyants M. Kh., Drakin S. I., Struktura, 3. izd., M., 1978; Schloekiy E. V., Atomska fizika, 7. izd., letnik 1-2, M., 1984. M. A. Eljaševič.

Kemijska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .

Sopomenke:

Poglejte, kaj je "ATOM" v drugih slovarjih:

atom atom in ... Ruski pravopisni slovar

- (grško atomos, iz negativnega dela in tome, tomos oddelek, segment). Neskončno majhen nedeljiv delec, katerega celota sestavlja vsako fizično telo. Slovar tujih besed, vključenih v ruski jezik. Chudinov A.N., 1910. ATOM grški ... Slovar tujih besed ruskega jezika

ATOM, najmanjši delec snovi, ki lahko vstopi v kemične reakcije. Vsaka snov ima svoj nabor atomov. Nekoč je veljalo, da je atom nedeljiv, vendar je sestavljen iz pozitivno nabitega JEDRA, ... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar

Naš svet je poln veliko skrivnosti in nerešenih, saj so fizikalni in kemični procesi resnično neverjetni. Toda znanstveniki so si nenehno prizadevali razumeti bistvo materije, iz katere je stkano življenje v vesolju. To vprašanje se je v človeštvu pogosto začelo pojavljati že dolgo. Ta članek vam bo povedal, kaj je preprost atom, iz katerih elementarnih delcev je sestavljen in kako so znanstveniki odkrili obstoj najmanjšega dela kemičnega elementa.

Kaj je atom in kako so ga odkrili?

Atom je najmanjši del kemičnega elementa. Atomi različnih elementov se razlikujejo po številu protonov in nevtronov.

Primerjalna velikost atoma helija in njegovega jedra

Prvi, ki so začeli resno razmišljati o tem, iz česa so vsi predmeti, so bili stari Grki. Mimogrede, beseda "atom" je nastala iz grški in v prevodu pomeni "nedeljiv". Grki so verjeli, da bo prej ali slej nastal delec, ki ga ne bo mogoče razdeliti. Toda njihovo razmišljanje je bilo bolj špekulativno kot znanstveno, zato ni mogoče reči, da je to starodavni ljudje je bil prvi, ki je prišel do velikih odkritij o obstoju majhnih delcev.

Razmislite o najzgodnejših zamislih o tem, kaj je atom.

starogrški filozof Demokrit domnevali, da sta glavna parametra katere koli snovi oblika in masa ter da je vsaka snov sestavljena iz majhnih delcev. Demokrit je dal primer z ognjem: če gori, so delci, iz katerih je sestavljen, ostri. Voda je, nasprotno, gladka, saj lahko teče. In stanje delcev trdnih predmetov je po njegovem mnenju grobo, saj se lahko popolnoma povežejo drug z drugim. Demokrit je bil tudi prepričan, da je človeška duša sestavljena iz atomov.

Zanimivo dejstvo: če so se do 19. stoletja z vprašanjem atoma ukvarjali le filozofi, potem John Dalton postal prvi eksperimentator, ki je preučeval majhne delce. V procesu eksperimentov je ugotovil, da imajo atomi različno maso, kot tudi različne lastnosti. Mimogrede, veliko bolj zanimivo je preučevati razporeditev atomov v molekulah določenih snovi, če opazujete kemične reakcije ki se pojavijo med poskusi. Dela Daltona, čeprav niso pojasnila, kaj je atom kot celota, so dala poslovilne besede nekaterim drugim znanstvenikom.

Atome in molekule, ki jih je upodobil John Dalton (1808)

Leta 1904 John Thomson je postavil domnevo o modelu atoma: znanstvenik je verjel, da je atom sestavljen iz pozitivno nabite snovi, znotraj katere so negativno nabite celice. Težava s predpostavko je, da je Thompson poskušal uporabiti svoj model za upoštevanje spektralnih linij elementov, vendar so njegovi poskusi začeli propadati.

Hkrati je japonski fizik Hataro Nagaoka priznal, da je atom podoben planetu Saturn: menda je sestavljen iz jedra s pozitivnim nabojem in elektronov, ki se vrtijo okoli njega. Toda njegov model atoma ni bil povsem pravilen.

Leta 1911 je znanstvenik Rutherford predstavil še eno predpostavko o strukturi atoma. Rezultat njegovih hipotez je bil osupljiv: zdaj se v sodobni znanosti močno zanašajo na odkritje tega fizika.

Leta 1913 Niels Bohr predstavil polklasično teorijo strukture atoma, ki temelji na delih Rutherforda.

Ustvarjanje Rutherfordovega modela atoma

Oglejmo si ta model, ker podrobno opisuje nekatere lastnosti atoma. Kot je bilo že rečeno, Ernest Rutherford, "oče" jedrska fizika, začel delati na modelu atoma leta 1911. Fizik je začel dobivati želeni rezultat, ko je začel zavračati Thomsonov model atoma. Znanstvenik je priskočil na pomoč pri poskusu Geigerja in Marsdena o sipanju alfa delcev. Znanstvenik je predlagal, da ima atom zelo majhno pozitivno nabito jedro. Ti argumenti so pomagali ustvariti model atoma, ki je podoben sončnemu sistemu, zato je dobil ime « planetarni model atom".

Planetarni model atoma: jedro (rdeče) in elektroni (zeleno)

V središču atoma je jedro, ki vsebuje skoraj celotno maso atoma in ima pozitiven naboj. Jedro je sestavljeno iz protonov in nevtronov. protoni - elementarni delci s pozitivnim nabojem, nevtroni pa so osnovni delci, ki nimajo naboja. Okoli jedra kot planeti solarni sistem, se elektroni vrtijo.

Večina nas je temo atoma preučevala v šoli, pri pouku fizike. Če ste kljub temu pozabili, iz česa je sestavljen atom ali ste šele začeli prebirati to temo, je ta članek samo za vas.

Kaj je atom

Če želite razumeti, iz česa je sestavljen atom, morate najprej razumeti, kaj je. Splošno sprejeta teza v šolski kurikulum Po fiziki je atom najmanjši delec katerega koli kemičnega elementa. Tako so atomi v vsem, kar nas obdaja. Naj bo animirana oz neživ predmet, na nižjih fizioloških in kemičnih slojih je sestavljen iz atomov.

Atomi so del molekule. Kljub temu prepričanju obstajajo elementi, ki so manjši od atomov, kot so kvarki. O temi kvarkov se ne razpravlja ne v šoli ne na univerzah (z izjemo posebnih primerov). kvark - kemični element, ki nima notranje strukture, t.j. veliko lažje strukture kot atom. Na ta trenutek znanost pozna 6 vrst kvarkov.

Iz česa je sestavljen atom?

Vsi predmeti okoli nas, kot že omenjeno, so sestavljeni iz nečesa. V sobi je miza in dva stola. Vsak kos pohištva pa je narejen iz nekega materiala. V tem primeru les. Drevo je sestavljeno iz molekul in te molekule so sestavljene iz atomov. In takih primerov je neskončno veliko. Toda iz česa je sestavljen atom sam?

Atom je sestavljen iz jedra, ki vsebuje protone in nevtrone. Protoni so pozitivno nabiti delci. Nevtroni so, kot pove že ime, nevtralno nabiti, t.j. nimajo zaračunavanja. Okoli jedra atoma je polje (električni oblak), v katerem se premikajo elektroni (negativno nabiti delci). Število elektronov in protonov se lahko med seboj razlikuje. Prav ta razlika je ključna v kemiji, ko se preučuje vprašanje pripadnosti neki snovi.

Atom z drugačnim številom zgornjih delcev se imenuje ion. Kot ste morda uganili, je ion lahko negativen ali pozitiven. Negativna je, če število elektronov presega število protonov. Nasprotno, če je protonov več, bo ion pozitiven.

Atom po mnenju starodavnih mislecev in znanstvenikov

Obstaja nekaj zelo zanimivih predpostavk o atomu. Spodaj bo seznam:

Demokritov predlog. Demokrit je domneval, da je lastnost snovi odvisna od oblike njenega atoma. Torej, če ima nekaj lastnost tekočine, potem je to posledica prav dejstva, da so atomi, ki sestavljajo to tekočino, gladki. Po Demokritovi logiki sta si atoma vode in na primer mleka podobna.
planetarne predpostavke. V 20. stoletju so nekateri znanstveniki predstavili domneve, da je atom neke vrste planet. Ena od teh predpostavk je bila naslednja: tako kot planet Saturn ima atom tudi obroče okoli jedra, po katerih se gibljejo elektroni (jedro primerjamo s samim planetom, električni oblak pa s Saturnovimi obroči). Kljub objektivni podobnosti s dokazano teorijo je bila ta različica ovržena. Podoben je bil Bohr-Rutherfordov predlog, ki je bil kasneje tudi ovržen.

Kljub temu lahko mirno rečemo, da je Rutherford naredil velik korak k razumevanju pravo bistvo atom. Prav je imel, ko je rekel, da je atom podoben jedru, ki je samo po sebi pozitivno, atomi pa se gibljejo okoli njega. Edina pomanjkljivost njegovega modela je, da se elektroni, ki so okoli atoma, ne premikajo v nobeni določeni smeri. Njihovo gibanje je kaotično. To je bilo dokazano in vneseno v znanost pod imenom kvantno mehanski model.