Визначення атома. З чого складається атом? Інфографіка

АТОМ, дрібна частка речовини, яка може вступати в хімічні реакції Кожна речовина має характерний тільки для нього набір атомів. Свого часу вважалося, що атом неподільний, однак, він складається з позитивно зарядженого ЯДРА, навколо якого обертаються негативно заряджені електрони. Ядро (наявність якого встановив у 1911 р. Ернст РЕЗЕРФОРД) складається з щільно упакованих протонів та нейтронів. Воно займає всередині атома лише малу частину простору, проте, нього припадає майже вся маса атома. У 1913 р. Нільс БОР припустив, що електрони рухаються фіксованими орбітами. З того часу дослідження з КВАНТОВОЇ МЕХАНІКИ призвели до нового розуміння орбіт: згідно з ПРИНЦИПОМ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ Гейзенберга точну позицію і МОМЕНТ руху субатомної частки одночасно дізнатися неможливо. Число електронів в атомі та їх розташування визначають Хімічні властивостіелемент. При додаванні або відібранні одного або більше електрона виникає іон.

Маса атома залежить від розміру ядра. На нього припадає максимальна частка ваги атома, оскільки електрони нічого не важать. Наприклад, атом урану - найважчий з атомів, що зустрічаються в природі, у нього 146 нейтронів, 92 протони і 92 електрони. З іншого боку, найлегшим є атом водню, який має 1 протон і електрон. Проте атом урану, хоч і важчий за атом водню в 230 разів, за розмірами перевищує його лише втричі. Вага атома виявляється у одиницях атомної маси і позначається як u. Атоми складаються з ще більш дрібних частинок, які називаються субатомними (елементарними) частинками. Основними є протони (позитивно заряджені), нейтрони (електрично нейтральні) і лсктрони (негативно "заряджені). Скупчення нроюнон і нейтронів утворюють Ядро в центрі атомом всіх лсмстон (за винятком водню, у якого юлько один протон). крутяться» навколо! ядра на деякій відстані від нього, пропорційно ра (заходам атома. |(якщо, наприклад, ядро атома гелію було б розміром з тенісний м'ячик, то електрони знаходилися б на відстані 6 км від нього. Існує 112 різних типіватомів, стільки ж, скільки елементів н періодичної таблиці. Атоми елементів відрізняються за атомним номером і атомної маси. ЯДРО АТОМА Маса атома складається в основному за рахунок відносно щільного ядра. I (ротони і нейтрони мають масу приблизно в 1К4() разів більшу, ніж електрони. Оскільки прогони заряджені позитивно, а нейтрони - нейтральні, ядро атома завжди заряджено позитивно. 11оскільки протилежні заряди взаємно притягуються, ядро утримує електрони на них. складаються з ще дрібніших шсмппарних частинок, кварків. ЕЛЕКТРОНИ до-до тлав атомі визначає його хімічні гнонстіа H ошичис від планет Сонячної системи, немропи крутяться навколо ядра випадковим чином, oiMiiMi ні фіксованій відстані від ядра, обра-IVH "оСюлочки». Чим більшою енергією володіє електро-ipon. li"M далі він може вийти долаючи тяжіння позитивно зарядженого ядра. У нейтральному атомі позитивний заряд електронів урівноважує позитивний заряд протонів ядра. 11цьому видалення або додавання одного електрона в агомі призводить до появи зарядженого іона. Електронні оболонки розташовані на фіксованих відстанях від ядра в залежності від рівня їхньої енергії. Кожну оболонку нумерують, рахуючи від ядра. На огомі не буває більше семи оболонок, і кожна з них може містити тільки певна кількістьелектронів. Якщо є достатньо енергії, електрон може перескочити з однієї оболонки на іншу, більш високу. Коли він знову потрапляє на нижчу оболонку, він випромінює у вигляді фотона. Електрон належить до класу частинок, званих лептонами, його античастинка називається позитроном.

Ланцюгова ядерна реакція. При ядерному вибуху, наприклад, аймної оомби, нейтрон ударяє по ядру урану 23Ь (тобто ядру із загальною кількістю протонів і нейтронів, рівним?35). Він: дуже стійкий і розщеплюється на два менших ядра, при чому виділяється величезна кількість енергій і кілька нейтронів. звані критичні умови (кількість урану-235 перевищує кригічну масу), тоді кількість зіткнень нейтронів буде достатньою, щоб реакція розвивалася з блискавичною швидкістю, тобто. відбувається ланцюжкова реакція. В ядерному реакторігепло, що виділяється при еюм процесі, використовується для нагрівання пари, який приводить у рух турбогенератор, що виробляє електрику.

Науково-технічний енциклопедичний словник .

Синоніми:

Дивитися що таке "АТОМ" в інших словниках:

атом- атом, а … Російський орфографічний словник

- (грец. atomos, від а отриц. част., і tome, tomos відділ, відрізок). Нескінченно мала неподільна частка, сукупність яких становить будь-яке фізичне тіло. Словник іноземних слів, що увійшли до складу російської мови Чудінов А.Н., 1910. Атом грецьк … Словник іноземних слів російської мови

атом- А м. atome m. 1. Найдрібніша неподільна частка речовини. Атоми неможливо знайти вічні. Кантемир Про природу. Ампер вважає, що кожна неподільна частка матерії (атом) містить невід'ємну від неї кількість електрики. ОЗ 1848 56 8 240. Хай буде ... ... Історичний словник Галицизм російської мови

- (від грец. atomos - неподільне) дрібні складові частинки матерії, з яких складається все суще, в т. ч. і душа, утворена з найтонших атомів (Левкіпп, Демокріт, Епікур). Атоми вічні, вони не виникають і не зникають, перебуваючи у постійному… Філософська енциклопедія

атом- Атом ♦ Atome Етимологічно атом – неподільна частка, або частка, підвладна лише умоглядному поділу; Неподільний елемент (Atomos) матерії. У цьому сенсі розуміють атом Демокріт та Епікур. Сучасним ученим добре відомо, що це… Філософський словник Спонвіля

- (від грец. atomos неподільний) дрібна частка хімічного елемента, що зберігає його властивості. У центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, в якому зосереджена майже вся маса атома; довкола рухаються електрони, що утворюють електронні … Великий Енциклопедичний словник

Чол., грец. неподільне; речовина в крайніх межах ділимості своєї, незрима порошинка, з яких ніби складені всі тіла, всяка речовина, ніби з піщинок. | Невимірна, нескінченно мала порошинка, мізерна кількість. | У хіміків слово… Тлумачний словникДаля

Див … Словник синонімів

АТОМ- (Від грец. atomos неподільний). Слово А. застосовується в сучасній науціу різних сенсах. Найчастіше А. називають граничну кількість хім. елемента, подальше дроблення до рого веде до втрати індивідуальності елемента, тобто до різкого… Велика медична енциклопедія

атом- atom Atom частина речовини, яка є найменшим носієм хімічних властивостей певного хімічного елемента. Відомо стільки видів атомів, скільки є хімічних елементів та їх ізотопів. Електрично нейтральний, складається з ядра й електронів. Радіус атома… Гірничий енциклопедичний словарь

Книжки

Атом водню та не-евклідова геометрія, В.А. Фок. Ця книга буде виготовлена відповідно до Вашого замовлення за технологією Print-on-Demand. Відтворено в оригінальній авторській орфографії видання 1935 (видавництво "Видавництво…"
Атом водню – найпростіший з атомів. Продовження теорії Нільса Бора. Частина 5. Частота випромінювання фотона збігається із середньою частотою випромінювання електрона у переході А. І. Шидловський. Продовжено теорію атома водню Бора ( " паралельно " квантомеханическому підходу) по традиційному шляху розвитку фізики, де теоретично співіснують спостережувані і ненаблюдаемые величини. Для…

АТОМ(від грец. atomos - неподільний), найменша частка хім. елемента, його св-в. Кожному хім. елементу відповідає сукупність певних атомів. Зв'язуючись один з одним, атоми одного або різних елементів утворюють складніші частки, напр. . Все різноманіття хім. в-в (твердих, рідких та газоподібних) обумовлено розл. поєднаннями атомів між собою. Атоми можуть існувати і у свобод. стані (в , ). Св-ва атома, у т. ч. найважливіша здатність атома утворювати хімічний. з'єдн., визначаються особливостями його будови.

Загальна характеристика будови атома. Атом складається із позитивно зарядженого ядра, оточеного хмарою негативно заряджених . Розміри атома в цілому визначаються розмірами його електронної хмари і великі в порівнянні з розмірами ядра атома ( лінійні розміриатома ~ 10 ~ 8 см, його ядра ~ 10 "-10" 13 см). Електронне хмара атома немає суворо певних меж, тому розміри атома в значить. ступеня умовні і залежить від способів їх визначення (див. ). Ядро атома складається з Z і N, що утримуються ядерними силами (див. ). Покладе. заряд та заперечують. заряд однакові за абс. величині та рівні е = 1,60 * 10 -19 Кл; не має електротрич. зарядом. Заряд ядра + Ze - осн. Характеристика атома, що зумовлює його належність до певного хімічного. елемент. елемента в періодич. системі Менделєєва () дорівнює числу в ядрі.

У електрично нейтральному атомі число у хмарі дорівнює числу в ядрі. Однак за певних умов він може втрачати або приєднувати, перетворюючись соотв. у поклад. або заперечують. напр. Li + , Li 2+ або Про - , Про 2-. Говорячи про атоми певного елемента, мають на увазі як нейтральні атоми, і цього елемента.

Маса атома визначається масою його ядра; маса (9,109*10 -28 г) приблизно 1840 разів менше маси чи ( 1,67*10 -24 р), тому внесок у масу атома незначний. Загальне числота А = Z + N зв. . і заряд ядра вказуються соотв. верхнім та нижнім індексами ліворуч від символу елемента, напр. 23 11 Na. Вид атомів одного елемента з певним значенням N зв. . Атоми того самого елемента з однаковими Z і різними N зв. цього елемента. Різниця мас мало позначається з їхньої хімічний. та фіз. св-вах. Найбільше, відмінності () спостерігаються внаслідок великої відносить. різниці в масах звичайного атома (), D та Т. Точні значеннямас атомів визначають методами.

Стаціонарний стан одноелектронного атома однозначно характеризується чотирма квантовими числами: п, l, ml і ms. Енергія атома залежить тільки від п, і рівню із заданим п відповідає ряд станів, що відрізняються значеннями l, ml, ms. Стан із заданими п і l прийнято позначати як 1s, 2s, 2p, 3s і т.д., де цифри вказують значення л, а літери s, p, d, f і далі по латинському відповідають значенням д = 0, 1, 2 , 3, ... Число розл. станів із заданими п під дорівнює 2(2l+ 1) числу комбінацій значень m l і m s . Загальна кількість разл. станів із заданим п , Т. е. рівням зі значеннями п = 1, 2, 3, ... відповідають 2, 8, 18, ..., 2n 2 разл. . Рівень, до-рому відповідає лише одне (одна хвильова ф-ція), зв. невиродженим. Якщо рівню відповідає два або більше, він зв. виродженим (див.). В атомі рівні енергії вироджені за значеннями l і m l; виродження по m s має місце лише приблизно, якщо не враховувати взаємодії. спінового магн. моменту із магн. полем, обумовленим орбітальним рухом в електрич. поле ядра (див.). Це - релятивістський ефект, мінімальний проти кулонівським взаємод., але він важливо, т.к. призводить до доповнення. розщепленню рівнів енергії, що проявляється у вигляді т. зв. тонка структура.

При заданих n, l і ml квадрат модуля хвильової ф-ції визначає для електронної хмари в атомі середній розподіл . Розл. атоми суттєво відрізняються один від одного розподілом (рис. 2). Так, при l = 0 (s-стану) відмінна від нуля в центрі атома і не залежить від напрямку (тобто сферично симетрична), для інших станів вона дорівнює нулю в центрі атома і залежить від напрямку.

Рис. 2. Форма електронних хмар для різних станів атома.

У багатоелектронних атомах внаслідок взаємного електростатич. відштовхування суттєво зменшується їх зв'язку з ядром. Напр., енергія відриву від Не + дорівнює 54,4 еВ, у нейтральному атомі Не вона значно менша - 24,6 еВ. Для важчих атомів зв'язок зовніш. з ядром ще слабше. Важливу роль багатоелектронних атомах грає специфічність. , пов'язане з невиразністю , і те що, що підпорядковуються , відповідно до к-рому в кожному , характеризуваному чотирма квантовими числами, неспроможна бути більше одного . Для багатоелектронного атома можна говорити лише про всього атома загалом. Проте приблизно, у т. зв. одноелектронному наближенні, можна розглядати окремих і характеризувати кожен одноелектронний стан (певну орбіталъ, що описується відповідною ф-цією) сукупністю чотирьох квантових чисел n, l, ml і ms. Сукупність 2(2l+ 1) може з даними п і l утворює електронну оболонку (наз. також підрівнем, підболочкою); якщо всі ці стани зайняті, оболонка зв. заповненою (замкнутою). Сукупність 2п 2 станів з тим самим n, але різними l утворює електронний шар (наз. також рівнем, оболонкою). Для п= 1, 2, 3, 4, ... шари позначають символами К, L, M, N, ... Число в оболонках та шарах при повному заповненні наведено в таблиці:

Між стаціонарними станами в атомі можливі. При переході з більш високого рівняенергії Е i на нижчий E k атом віддає енергію (E i - E k), при зворотному переході отримує її. При випромінювальних переходах атом випромінює чи поглинає квант електромагн. випромінювання (фотон). Можливі і коли атом віддає або отримує енергію при взаємод. з ін. частинками, з якими він стикається (напр., в ) або довго пов'язаний (ст. Хім. св-ва визначаються будовою зовніш. електронних оболонокатомів, в яких брало пов'язані порівняно слабо (енергії зв'язку від неск. еВ до неск. десятків еВ). Будова зовніш. оболонок атомів хім. елементів однієї групи (або підгрупи) періодич. системи аналогічно, як і зумовлює подібність хімічної. св-в цих елементів. При збільшенні числа в оболонці, що заповнюється, їх енергія зв'язку, як правило, збільшується; наиб. енергією зв'язку мають у замкнутій оболонці. Тому атоми з одним або дек. у частково заповненій зовніш. оболонці віддають їх у хім. р-ціях. Атоми, яким бракує одного або дек. для утворення замкнутої зовніш. оболонки зазвичай приймають їх. Атоми, що володіють замкнутими зовніш. оболонками, за нормальних умов вступають у хімічний. р-ції.

Будова внутр. оболонок атомів, яких брало пов'язані набагато міцніше (енергія зв'язку 10 2 -10 4 еВ), проявляється лише при взаємод. атомів зі швидкими частинками та фотонами високих енергій. Такі взаємодії. визначають характер рентгенівських спектрів та розсіювання часток ( , ) на атомах (див. ). Маса атома визначає такі його фіз. св-ва, як імпульс, кінетич. енергія. Від механічних та пов'язаних з ними магн. та електрич. моментів ядра атома залежать деякі тонкі фіз. ефекти (залежить від частоти випромінювання, що обумовлює залежність від неї показника заломлення в-ва, пов'язаного з атома. Тісний зв'язок оптич. св-в атома з його електрич. св-вами особливо яскраво проявляється в оптич. спектрах.

===
Ісп. література для статті «АТОМ»: Карапетьянц М. X., Дракін С.І., Будова, 3 видавництва, М., 1978; Шло лье кий Е. Ст, Атомна фізика, 7 видавництво, т. 1-2, М., 1984. М. А. Єльяшевич.

Сторінка «АТОМ»підготовлена за матеріалами.

АТОМ

(від грец. atomos - неподільний), найменша частка хім. елемента, носій його св-в. Кожному хім. елементу відповідає сукупність певних А. Зв'язуючись один з одним, А. одного або різних елементів утворюють складніші частки, напр. молекули. Все різноманіття хім. в-в (твердих, рідких та газоподібних) обумовлено розл. поєднаннями А. між собою. А. можуть існувати і у своб. стані (у газі, плазмі). Св-ва А., у т. ч. найважливіша для хімії здатність А. утворювати хім. з'єдн., визначаються особливостями його будови.

Загальна характеристика будови атома. А. складається з позитивно зарядженого ядра, оточеного хмарою негативно заряджених електронів. Розміри А. в цілому визначаються розмірами його електронної хмари і великі в порівнянні з розмірами ядра А (лінійні розміри А. ~ 10 ~ 8 см, його ядра ~ 10 "-10" 13 см). Електронна хмара А. не має строго певних меж, тому розміри А. у значить. ступеня умовні та залежать від способів їх визначення (див. Атомні радіуси.Ядро А. складається з Z протонів і Nнейтронів, які утримуються ядерними силами (див. Ядро атомне).Покладе. заряд протона та заперечують. заряд електрона однакові за абс. величині та рівні е = 1,60 * 10 -19 Кл; не має електротрич. зарядом. Заряд ядра + Ze - осн. Характеристика А., що зумовлює його належність до певного хімічного. елемент. Порядковий номер елемента періодич. Система Менделєєва (атомний номер) дорівнює числу протонів в ядрі.

У електрично нейтральному А. число електронів у хмарі дорівнює числу протонів в ядрі. Однак за певних умов він може втрачати або приєднувати електрони, перетворюючись соотв. у поклад. або заперечують. напр. Li + , Li 2+ або Про - , Про 2-. Говорячи про А. певного елемента, мають на увазі як нейтральні А., і цього елемента.

Маса А. визначається масою його ядра; маса електрона (9,109*10 -28 г) приблизно 1840 разів менше маси протона чи нейтрона ( 1,67*10 -24 р), тому внесок електронів у масу А. незначний. Загальна кількість протонів та нейтронів А = Z + Nзв. масовим числом. Масове числоі заряд ядра вказуються соотв. верхнім та нижнім індексами ліворуч від символу елемента, напр. 23 11 Na. Вид атомів одного елемента з певним значенням N зв. нуклідом. А. одного і того ж елемента з однаковими Z і різними N зв. ізотопами цього елемента. Відмінність мас ізотопів мало позначається їх хімічний. та фіз. св-вах. Найбільше, відмінності ( ізотопні ефекти) спостерігаються в ізотопів водню внаслідок великого віднесення. різниці в масах звичайного атома (проти), дейтерію D і тритію Т . Точні значення мас А. визначають методами мас-спектрометрії.

Квантові стани атома. Завдяки малим розмірам і великій масі ядро А. можна приблизно вважати точковим і покоїться в центрі мас А. і розглядати А. як систему електронів, що рухаються навколо нерухомого центру - ядра. Повна енергія такої системи Єрівна сумі кінетич. енергій Твих електронів і потенційної енергії U, яка складається з енергії тяжіння електронів ядром і енергії взаємного відштовхування електронів один від одного. А. підпорядковується законам квантової механіки; його осн. характеристика як квантової системи – повна енергія Е -може приймати лише одне із значень дискретного ряду Е 1< Е 2 < Е 3 <> ...; проміж. значеннями енергії А. мати не може. Кожному з "дозволених" значень відповідає одне або дек. стаціонарних (з енергією, що не змінюється в часі) станів А. Енергія Може змінюватися тільки стрибкоподібно - шляхом квантового переходу А. з одного стаціонарного стану в інший. Методами квантової механіки можна точно розрахувати для одноелектронних А. - водню і водневоподібних: Е = ЧhcRZ 2 / n 2,>де h -постійна Планка, с-швидкість світла, ціле число п = 1, 2, 3, ... визначає дискретні значення енергії та зв. основним квантовим числом; R-постійна Рідберга ( hcR = 13,6 еВ). При використанні ф-ла для вираження дискретних рівнів одноелектронних енергії А. записується у вигляді:

де т е ->маса електрона, -електрич. Постійна, можливі "дозволені" значення енергії електронів в А. зображують у вигляді схеми рівнів енергії - горизонтальних прямих, відстані між к-рими відповідають різницям цих значень енергій (рис. 1). наиб. низький рівень E 1 відповідальний мінімально можливої енергії, зв. головним, решта - збудженими. Аналогічно зв. стану (основний і збудженіХ к-рим відповідають зазначені рівні енергії. Зі зростанням пурівні зближуються і при енергія електрона наближається до значення, що відповідає вільн. (покоящегося) електрону, віддаленому з А. Квантовий стан А. з енергією Еповністю описується хвильовою ф-цією де r-радіус-вектор електрона щодо ядра. dV,тобто -щільність ймовірності ( електронна густина).Хвильова ф-ція визначається рівнянням Шредінгера =, де R-оператор повної енергії (гамільтоніан).

Поруч із енергією рух електрона навколо ядра (орбітальний рух) характеризується орбітальним моментом імпульсу (орбітальним мех. моментом) М 1 ; квадрат його величини може набувати значень, що визначаються орбітальним квантовим числом l = 0, 1, 2, ...; де . При заданому і квантове число l може приймати значення від 0 до (Ч 1). Проекція орбітального моменту на нек-рую вісь z також набуває дискретного ряду значень М lz =, де m l -магнітне квантове число, що має дискретні значення від Ч l до +l(-l,... - 1, О, 1, .. .+l), всього 2l+ 1 значень. Ось z для А. без внеш. сил вибирається довільно, а магн. поле збігається із напрямком вектора напруженості поля. Електрон має також власний момент імпульсу -Спиномі пов'язаним із ним спиновим магн. моментом. Квадрат спинового хутра. моменту М S 2 = S (S>)+ + 1) визначається спіновим квантовим числом S = 1/2, а проекція цього моменту на вісь z sz = =-квантовим числом s,>приймаючим напівцілі значення s = 1/2 >і s=

Рис. 1. Схема рівнів енергії атома водню ( горизонтальні лінії) та оптич. переходів (вертикальні лінії). Внизу зображено частину атомного спектра випромінювання водню - дві серії спектральних ліній; пунктиром показано відповідність ліній та переходів електрона.

Стаціонарний стан одноелектронного А. однозначно характеризується чотирма квантовими числами: п, l, ml і ms. Енергія А. водню залежить тільки від п,і рівню із заданим псовідповідає ряд станів, що відрізняються значеннями l, m l , s. >Стан із заданими пи l прийнято позначати як 1s, 2s, 2p, 3sі т. д., де цифри вказують значення л, а літери s, p, d, f ідалі по латинському алфавіту відповідають значенням д = 0, 1, 2, 3, ... Число разл. станів із заданими під дорівнює 2(2l+ 1) числу комбінацій значень m l і m s . Загальна кількість разл. станів із заданим правом , Т. е. рівням зі значеннями п = 1, 2, 3, ... відповідають 2, 8, 18, ..., 2n 2 разл. квантових станів. Рівень, до-рому відповідає лише одне (одна хвильова ф-ція), зв. невиродженим. Якщо рівню відповідає два або більше квантових станів, він зв. виродженим (див. Виродження енергетичних рівнів).В А. водню рівні енергії вироджені за значеннями l і ml; виродження по m s має місце лише приблизно, якщо не враховувати взаємодії. спінового магн. моменту електрона із магн. полем, обумовленим орбітальним рухом електрона в електрич. поле ядра (див. Спін-орбітальна взаємодія).Це - релятивістський ефект, малий у порівнянні з кулонівським взаємод., проте він принципово суттєвий, тому що призводить до доповнення. розщепленню рівнів енергії, що проявляється в атомних спектрах як т. зв. тонка структура.

При заданих n, l і m l квадрат модуля хвильової ф-ції визначає для електронної хмари А. середнє розподіл електронної щільності. Розл. квантові стани А. водню суттєво відрізняються один від одного розподілом електронної густини (рис. 2). Так, при l = 0 (s-стану) електронна щільність відмінна від нуля в центрі А. і не залежить від напрямку (тобто сферично симетрична), для інших станів вона дорівнює нулю в центрі А. і залежить від напрямку.

Рис. 2. Форма електронних хмар для різних станів атома водню.

У багатоелектронних А. внаслідок взаємного електростатич. відштовхування електронів суттєво зменшується у зв'язку з ядром. Напр., енергія відриву електрона від іона Не + дорівнює 54,4 еВ, у нейтральному атомі Не вона значно менша - 24,6 еВ. Для важчих А. зв'язок зовніш. електронів із ядром ще слабше. Важливу роль багатоелектронних А. грає специфич. обмінна взаємодія,пов'язане з невиразністю електронів, і той факт, що електрони підкоряються Паулі принципом,згідно до-рому в кожному квантовому стані, що характеризується чотирма квантовими числами, не може бути більше одного електрона. Для багатоелектронного А. має сенс говорити лише про квантові стани всього А. в цілому. Проте приблизно, у т. зв. одноелектронному наближенні, можна розглядати квантові стани окремих електронів та характеризувати кожен одноелектронний стан (певну орбітал,описується відповідною ф-цією) сукупністю чотирьох квантових чисел n, l, ml і s.>Сукупність 2(2l+ 1) електронів у стані з даними пи l утворює електронну оболонку (наз. також під рівнем, підболочкою); якщо ці стани зайняті електронами, оболонка зв. заповненою (замкнутою). Сукупність станів з тим самим n, але різними l утворює електронний шар (наз. також рівнем, оболонкою). Для п= 1, 2, 3, 4, ... шари позначають символами До, L, M, N,... Число електронів в оболонках та шарах при повному заповненні наведено в таблиці:

Міцність зв'язку електрона в А., тобто енергія, яку необхідно повідомити електрону, щоб видалити його з А., зменшується зі збільшенням п, а при даному п - сзбільшенням l. Порядок заповнення електронами оболонок та шарів у складному А. визначає його електронну конфігурацію, тобто розподіл електронів по оболонках в основному (незбудженому) стані цього А. та його іонів. При такому заповненні послідовно зв'язуються електрони зі зростаючими значеннями та /. Напр., для А. азоту (Z = 7) та його іонів N + , N 2+ , N 3+ , N 4+ , N 5+ та N 6+ електронні конфігурації мають вигляд соотв.: Is 2 2s 2 2p 3 ; Is 2 2s 2 2p 2; Is 2 2s 2 2p; Is 2 2s 2; Is 2 2s; Is 2; Is (число електронів у кожній оболонці вказується індексом праворуч зверху). Такі ж електронні конфігурації, як і в іонів азоту, мають нейтральні А. елементів з тим самим числом електронів: С, В, Be, Li, He, Н (Z = 6, 5, 4, 3, 2, 1). Починаючи з n = 4, порядок заповнення оболонок змінюється: електрони з великим п,але меншим l виявляються пов'язаними міцніше, ніж електрони з меншим пі більшим l (правило Клечковського), напр. 4s-електрони пов'язані міцніше 3d-електронів, і спочатку заповнюється оболонка 4s, а потім 3d.При заповненні оболонок 3d, 4d, 5dвиходять групи відповідних перехідних елементів; при заповненні 4f-і 5f-оболонок - соотв. лантаноїди та . Порядок заповнення зазвичай відповідає зростанню суми квантових чисел (п+l ); за рівності цих сум для двох або більше оболонок спочатку заповнюються оболонки з меншим і. Має місце слід. послідовність заповнення електронних оболонок:

Для кожного періоду вказано електронну конфігурацію благородного газу, макс. число електронів, а в останньому рядку наведено значення п+l. Є, проте, відступу від цього порядку заповнення (докладніше про заповнення оболонок див. Періодична системахімічні елементи).

Між стаціонарними станами в А. можливі квантові переходи.При переході з вищого рівня енергії Е i на нижчий E k А. віддає енергію (E i Ч E k), при зворотному переході отримує її. При випромінювальних переходах А. випромінює чи поглинає квант електромагн. випромінювання (фотон). Можливі і коли А. віддає або отримує енергію при взаємод. з ін. частинками, з якими він стикається (напр., в газах) або довго пов'язаний (у молекулах, рідинах і твердих тілах). В атомарних газах внаслідок зіткнення своб. А. з ін. часткою він може перейти на ін. Рівень енергії - випробувати непружне зіткнення; при пружному зіткненні змінюється лише кінетич. енергія постулат. руху А., яке повна внутр. енергія Є незмінною. Непружне зіткнення свобод. А. з електроном, що швидко рухається, що віддає цьому А. свою кінетич. енергію, - збудження А. електронним ударом - один із методів визначення рівнів енергії А.

Будова атома та властивості речовин.Хім. св-ва визначаються будовою зовніш. електронних оболонок А., в яких брало електрони пов'язані порівняно слабо (енергії зв'язку від неск. еВ до неск. десятків еВ). Будова зовніш. оболонок А. хім. елементів однієї групи (або підгрупи) періодич. системи аналогічно, як і зумовлює подібність хімічної. св-в цих елементів. При збільшенні числа електронів у оболонці, що заповнюється, їх енергія зв'язку, як правило, збільшується; наиб. енергією зв'язку мають електрони в замкнутій оболонці. Тому А. з одним або дек. електронами в частково заповненій зовніш. оболонці віддають їх у хім. р-ціях. А., яким бракує одного або дек. електронів для утворення замкнутої зовніш. оболонки зазвичай приймають їх. А. благородних газів, що володіють замкненими зовніш. оболонками, за нормальних умов вступають у хімічний. р-ції.

Будова внутр. оболонок А., електрони яких брало пов'язані набагато міцніше (енергія зв'язку 10 2 -10 4 еВ), проявляється лише при взаємод. А. зі швидкими частинками та фотонами високих енергій. Такі взаємодії. визначають характер рентгенівських спектрів та розсіювання частинок (електронів, нейтронів) на А. (див. дифракційні методи).Маса А. визначає такі його фіз. св-ва, як імпульс, кінетич. енергія. Від механічних та пов'язаних з ними магн. та електрич. моментів ядра А. залежать деякі тонкі фіз. ефекти (ЯМР, ЯКР, надтонка структура спектральних ліній, см Спектроскопія).

Більш слабкі проти хімічним. зв'язком електростатич. взаємод. двох А. виявляються в їхній взаємній поляризованості - зміщенні електронів щодо ядер і виникненні поляризацій. сил тяжіння між А. (див. Міжмолекулярні взаємодії).А. поляризується і у зовніш. електрич. полях; в результаті рівні енергії зміщуються і, що особливо важливо, вироджені рівні розщеплюються (див. Штарка ефект).А. може поляризуватися також під дією електрич. поля хвилі електромагн. випромінювання; залежить від частоти випромінювання, що обумовлює залежність від неї показника заломлення в-ва, пов'язаного з поляризацією А. Тісний зв'язок оптич. св-в А. з його електрич. св-вами особливо яскраво проявляється в оптич. спектрах.

Зовніш. електрони А. визначають та магн. св-ва в-ва. В А. із заповненими зовн. оболонками його магн. момент, як і момент імпульсу (мех. момент), дорівнює нулю. А. з частково заповненими зовн. оболонками мають, як правило, постійні магн. моментами, відмінними від нуля; такі в-ва парамагнітні (див. Парамагнетики).У зовніш. магн. поле всі рівні енергії А., для яких брало магн. момент не дорівнює нулю, розщеплюються (див. Земана ефект).Всі А. мають діамагнетизм, який обумовлений виникненням у них індукованого магн. моменту під дією зовніш. магн. поля (див. Діелектрики).

Св-ва А., що знаходиться в пов'язаному стані(Напр., Що входить до складу молекул), відрізняються від св-в своб. А. наиб. зміни зазнають св-ва, зумовлені внеш. електронами, що беруть участь у хім. зв'язку; св-ва, зумовлені електронами внутр. оболонок можуть при цьому практично не змінюватися. Деякі св-ва А. можуть відчувати зміни, що залежать від симетрії оточення даного атома. Прикладом може служити розщеплення рівнів енергії А. в кристалах і комплексних з'єдн., яке відбувається під дією електрич. полів, створюваних оточуючими іонами чи лігандами.

Літ.:Карапетьянц М. X., Дракін С. І., Будова, 3 видавництва, М., 1978; Шло лье кий Е. Ст, Атомна фізика, 7 видавництво, т. 1-2, М., 1984. М. А. Єльяшевич.

Хімічна енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. За ред. І. Л. Кнунянца. 1988 .

Синоніми:

Дивитися що таке "АТОМ" в інших словниках:

атом- атом, а … Російський орфографічний словник

- (грец. atomos, від а отриц. част., і tome, tomos відділ, відрізок). Нескінченно мала неподільна частка, сукупність яких становить будь-яке фізичне тіло. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.Н., 1910. Атом грецьк … Словник іноземних слів російської мови

АТОМ, найдрібніша частка речовини, яка може вступати в хімічні реакції. Кожна речовина має характерний тільки для нього набір атомів. Свого часу вважалося, що атом неподільний, однак, він складається з позитивно зарядженого ЯДРА. Науково-технічний енциклопедичний словник

Наш світ таїть у собі багато таємного та нерозгаданого, бо фізичні та хімічні процеси справді дивовижні. Але вчені постійно прагнули зрозуміти сутність матерії, з якої зіткано життя у всесвіті. Це питання часто почало виникати у людства протягом довгого часу. Ця стаття розповість, що таке простий атом, з яких елементарних частинок він складається, а також, як вчені відкрили існування найменшої частини хімічного елемента.

Що ж таке атом і як його відкрили

Атом – найменша частина хімічного елемента. Атоми різних елементів відрізняються кількістю протонів та нейтронів.

Порівняльний розмір атома гелію та його ядра

Першими, хто почав серйозно замислюватися над тим, з чого складаються всі предмети, стали давні греки. До речі, слово «атом» прийшло з грецької мовий у перекладі означає «неподільний». Греки вважали, що рано чи пізно залишиться така частка, яку неможливо буде поділити. Але їх міркування були швидше умоглядними, ніж науковими, так що не можна говорити про те, що цей древній народбув першим, хто зробив великі відкриття існування дрібних частинок.

Розглянемо ранні уявлення у тому, що таке атом.

Давньогрецький філософ Демокрітпередбачав, що основні параметри будь-якої речовини - форма і маса, і будь-яка речовина складається з дрібних частинок. Демокріт навів приклад із вогнем: якщо він обпалює, то частинки, з яких він складається, є гострими. У води, навпаки, гладкі, оскільки вона здатна текти. А стан частинок твердих предметів, на його думку, шорсткий, тому що вони здатні геть-чисто скріплюватися один з одним. Також Демокріт був упевнений, що душа людини складається з атомів.

Цікавий факт: якщо до XIX століття питанням про атом займалися лише філософи, то Джон Дальтонстав першим експериментатором, який зайнявся вивченням дрібних частинок. У процесі дослідів він з'ясував, що атоми мають різну масу, і навіть різні властивості. До речі, вивчати розташування атомів у молекулах конкретних речовин набагато цікавіше, якщо спостерігати за хімічними реакціями, які протікають під час проведення дослідів . Праці Дальтона хоч і не пояснили, що таке атом загалом, зате дали наказ для деяких інших учених.

Атоми та молекули, зображені Джоном Дальтоном (1808 рік)

У 1904 році Джон Томсонвисунув припущення про модель атома: вчений вважав, що атом складається з позитивно зарядженої субстанції, усередині якої розташовані негативно заряджені корпускули. Проблема припущення у цьому, що Томпсон прагнув з допомогою власної моделі розглянути спектральні лінії елементів, та його експерименти стали особливо виходити.

Водночас японський фізик Хатаро Нагаокаприпустив, що атом схожий на планету Сатурн: нібито складається з ядра з позитивним зарядом та електронів, які навколо нього обертаються. Але його модель атома виявилася не зовсім правильною.

У 1911 році вчений Резерфордвисунув інше припущення про влаштування атома. Результат його гіпотез став приголомшливим: зараз у сучасній науці багато в чому покладаються на відкриття цього фізика.

У 1913 році Нільс Борвисунув напівкласичну теорію устрою атома, грунтуючись на працях Резерфорда.

Створення моделі атома Резерфорда

Давайте розглянемо цю модель, оскільки вона докладно описує деякі властивості атома. Як уже говорилося раніше, Ернест Резерфорд, «батько» ядерної фізики, почав працювати над моделлю атома у 1911 році. Потрібний результат фізик почав отримувати, коли заперечував модель атома Томсона. На допомогу вченому прийшов експеримент із розсіювання альфа-частинок Гейгера та Марсдена. Вчений припустив, що атом має дуже маленьке позитивно заряджене ядро. Ці доводи допомогли при створенні моделі атома, яка схожа на сонячну систему, чому їй було дано назву « Планетарна модельатома».

Планетарна модель атома: ядро (червоне) та електрони (зелені)

У центрі атома розташовується ядро, яке містить у собі майже всю масу атома і має позитивний заряд. Ядро складається з протонів та нейтронів. Протони - елементарні часткиз позитивним зарядом, а нейтрони - елементарні частки, які мають заряду. Навколо ядра, подібно до планет сонячної системи, обертаються електрони.

Більшість із нас проходила тему атома у школі, на уроці з фізики. Якщо ж ви забули, з чого складається атом або тільки починаєте проходити цю тему, ця стаття саме для вас.

Що таке атом

Щоб зрозуміти, з чого складається атом, насамперед необхідно зрозуміти, що він є. Загальноприйнятою тезою в шкільній програміз фізики і те, що атом – найменша частка будь-якого хімічного елемента. Таким чином, атоми є у всьому, що нас оточує. Будь-то одухотворений або неживий предмет, на нижчих фізіологічних та хімічних шарах, воно складається з атомів.

Атоми – частина молекули. Незважаючи на це переконання, існую елементи, які менші за атоми, наприклад кварки. Тему кварків не чіпають ні в школі, ні в університетах (за винятком окремих випадків). Кварк - хімічний елемент, який має внутрішньої структури, тобто. за своєю будовою набагато легше, ніж атом. На даний моментнауці відомо 6 видів кварків.

З чого складається атом?

Всі навколишні предмети, як уже було сказано, складаються з чогось. У кімнаті стіл та два стільці. Кожен предмет інтер'єру, у свою чергу, виготовлений з якогось матеріалу. У цьому випадку – з дерева. Дерево складається із молекул, а ці молекули – з атомів. І таких прикладів можна навести безліч. Але що складається сам атом?

Атом складається з ядра, в якому знаходяться протони та нейтрони. Протони – позитивно заряджені частинки. Нейтрони ж, що з назви, нейтрально заряджені, тобто. немає заряду. Навколо ядра атома знаходиться поле (електрична хмара), у якому пересуваються електрони (негативно заряджені частинки). Число електронів та протонів може відрізнятися один від одного. Саме ця відмінність є ключовою у хімії, коли вивчається питання належності до якоїсь речовини.

Атом, у якого кількість згаданих частинок відрізняється, називається іоном. Як ви вже могли здогадатися, іон може бути негативним та позитивним. Негативний він у тому випадку, якщо кількість електронів перевищує кількість протонів. І навпаки, якщо протонів більше – він буде позитивним.

Атом у поданні стародавніх мислителів та вчених

Існує кілька дуже цікавих припущень про атом. Нижче буде наведено список:

Припущення Демокріта. Демокріт припускав, що властивість речовини залежить від форми його атома. Таким чином, якщо щось має властивість рідини, це пов'язано саме з тим, що атоми, з яких ця рідина складається - гладкі. Виходячи з логіки Демокріта, атоми води та, наприклад, молока – схожі.
Планетарні припущення. У 20 столітті деякими вченими були припущення, що атом є подібність планет. Одне з таких припущень гласило таке: типу планети Сатурн, у атома теж є кільця навколо ядра, якими пересуваються електрони (ядро порівнюється з планетою, а електрична хмара – з кільцями Сатурна). Незважаючи на об'єктивну схожість із доведеною теорією, цю версію спростували. Подібним було припущення Бора-Резерфорда, яке згодом також було спростовано.

Незважаючи на це, можна спокійно сказати, що Резерфорд дав великий стрибок до розуміння реальної сутіатома. Він мав рацію, коли говорив, що атом схожий з ядром, яке саме по собі позитивне, а навколо нього пересуваються атоми. Єдина помилка його моделі це те, що електрони, що знаходяться навколо атома, не пересуваються за якимсь конкретним напрямом. Їхній рух хаотичний. Це було доведено та увійшло в науку під назвою квантовомеханічної моделі.