Від цього залежить заряд атома. Атомне ядро: заряд ядра

Інструкція

У таблиці Д.І.Менделєєва, як у багатоповерховому багатоквартирному будинкухімічні елементи, кожен з яких займає свою власну квартиру. Отже, кожен із елементів має певний порядковий номер, зазначений у таблиці. Нумерація хімічних елементів починається ліворуч, причому зверху. У таблиці горизонтальні ряди називаються періодами, а вертикальні стовпці – групами. Це важливо, тому що за номером групи або періоду можна також дати характеристику деяким параметрам атома.

Атом є хімічно неподільною, але при цьому складається з дрібніших. складових частин, До яких можна віднести (позитивно заряджені частинки), (заряджені негативно) (нейтральні частинки). Основна маса атомав ядрі (за рахунок протонів та нейтронів), навколо якого обертаються електрони. В цілому атом електронейтральний, тобто в ньому кількість позитивних зарядівзбігається з кількістю негативних, отже, кількість протонів і однакова. Позитивний заряд ядра атомамає місце як раз за рахунок протонів.

Приклад №1. Визначити заряд ядра атомавуглецю (С). Починаємо аналізувати хімічний елемент вуглець, орієнтуючись на таблицю Д. І. Менделєєва. Вуглець знаходиться у «квартирі» № 6. Отже, він ядра+6 за рахунок 6 протонів (позитивно заряджених частинок), що розташовуються в ядрі. Враховуючи, що атом є електронейтральним, значить, електронів теж буде 6.

Приклад №2. Визначити заряд ядра атомаалюмінію (Al). Алюміній має порядковий номер - №13. Отже, заряд ядра атомаалюмінію +13 (за рахунок 13 протонів). Електронів також буде 13.

Приклад №3. Визначити заряд ядра атомасрібла (Ag). Срібло має порядковий номер - №47. Значить, заряд ядра атомасрібла + 47 (за рахунок 47 протонів). Електронів також 47.

Зверніть увагу

У таблиці Д.І.Менделєєва в одній клітці для кожного хімічного елементавказано два числові значення. Не плутайте порядковий номер та відносну атомну масу елемента

Атом хімічного елемента складається з ядрата електронної оболонки. Ядро - це центральна частина атома, у якому зосереджена майже його маса. На відміну від електронної оболонки, ядро має позитивний заряд.

Вам знадобиться

Атомний номер хімічного елемента, закон Мозлі

Інструкція

Таким чином, заряд ядрадорівнює кількості протонів. У свою чергу, кількість протонів в ядрі дорівнює атомному номеру. Наприклад, атомний номер водню - 1, тобто ядро водню складається з одного протона. заряд+1. Атомний номер натрію – 11, зарядйого ядрадорівнює +11.

При альфа-розпаді ядрайого атомний номер зменшується на два за рахунок випромінювання альфа-частинки ( ядраатома). Таким чином, кількість протонів в ядрі, що зазнало альфа-розпаду, також зменшується на два.
Бета-розпад може відбуватися у трьох різних . У разі розпаду «бета-мінус» нейтрон перетворюється на при випромінюванні та антинейтрино. Тоді заряд ядрана одиницю.
У разі розпаду «бета-плюс» протон перетворюється на нейтрон, позитрон і нйтрино, заряд ядразменшується на одиницю.
У разі електронного захоплення заряд ядратакож зменшується на одиницю.

Заряд ядраможна також визначити за частотою спектральних ліній характеристичного випромінюванняатома. Відповідно до закону Мозлі: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, де v - спектральна характеристика випромінювання, R - постійна Рідберга, S - постійна екранування, n - головне квантове число.
Отже, Z = n*sqrt(v/r)+s.

Відео на тему

Джерела:

як змінюється заряд ядра

Атом - найдрібніша частка кожного елемента, яка несе його хімічні властивості. Як існування, і будова атома було предметом міркувань і вивчань з давніх часів. Було встановлено, що будова атомів схожа на будову Сонячної системи: у центрі ядро, що займає дуже мало місця, але зосередив у собі майже всю масу; навколо нього обертаються «планети» - електрони, що несуть негативні заряди. А як можна знайти заряд ядраатома?

Інструкція

Будь-який атом електрично нейтральний. Але, оскільки несуть негативні заряди, вони мають бути врівноважені протилежними зарядами. Так і є. Позитивні зарядинесуть частки під назвою "протони", розташовані в ядрі атома. Протон набагато масивніший за електрон: він важить стільки ж, скільки 1836 електронів!

Найпростіший випадок – атом водню першого елемента Періодичної таблиці. Подивившись у таблицю, ви переконаєтеся, що він під першим номером, яке ядро складається з єдиного протона, навколо якого обертається єдиний . З цього виходить що ядраатома водню дорівнює +1.

Ядра інших елементів складаються вже не тільки з протонів, але і з так званих нейтронів. Як ви легко можете із самої назви, взагалі не несуть жодного заряду – ні негативного, ні позитивного. Тому запам'ятайте: скільки б нейтронів не входило до складу атомного. ядра, вони впливають лише з його масу, але з заряд.

Отже, величина позитивного заряду ядраатома залежить лише від цього, скільки протонів у ньому міститься. Але оскільки, як уже вказувалося, атом електрично нейтральний, у його ядрі має міститися стільки ж протонів, що обертається навколо ядра. Кількість протонів визначається порядковим номером елемента в Таблиці Менделєєва.

Розгляньте кілька елементів. Наприклад, відомий та життєво необхідний кисеньзнаходиться в «осередку» під номером 8. Отже, у його ядрі містяться 8 протонів, і заряд ядрабуде +8. Залізо займає «комірку» з номером 26 і, відповідно, має заряд ядра+26. А метал - , з порядковим номером 79 - матиме такий самий заряд ядра(79), зі знаком +. Відповідно, в атомі кисню міститься 8 електронів, в атомі – 26, а атомі золота – 79.

Відео на тему

У звичайних умовах атом електрично нейтральний. При цьому ядро атома, що складається з протонів та нейтронів, позитивно, а електрони несуть негативний заряд. При надлишку або нестачі електронів атом перетворюється на іон.

Інструкція

Хімічні сполукиможуть мати молекулярну чи іонну природу. Молекули також електрично нейтральні, а іони несуть у собі певний заряд. Так, молекула аміаку NH3 нейтральна, а ось іон амонію NH4+ заряджений позитивно. Зв'язки в молекулі аміаку, утворені за обмінним типом. Четвертий атом водню приєднується за донорно-акцепторним механізмом, це теж ковалентний зв'язок. Амоній утворюється при взаємодії аміаку із розчинами кислот.

Важливо розуміти, що заряд ядра елемента залежить від хімічних перетворень. Скільки електронів не додай і не забирай, заряд ядра залишиться тим самим. Наприклад, атом O, аніон O- і катіон O+ характеризуються одним і тим же зарядом ядра +8. При цьому атом має 8 електронів, аніон 9, катіон – 7. Саме ядро можна змінити лише шляхом ядерних перетворень.

Найчастіший вид ядерних реакцій- радіоактивний розпад, який може протікати в природного середовища. Атомна маса елементів, що зазнають такого розпаду, укладена в квадратні дужки. Це означає, що масове число мінливе, змінюється протягом часу.

В періодичної системиелементів Д.І. Менделєєва срібло має порядковий номер 47 та позначення «Ag» (argentum). Назва цього металу, ймовірно, походить від латинського «argos», що означає «білий», «блискучий».

Інструкція

Срібло було відоме людству ще в IV тисячолітті до нашої ери. В Стародавньому Єгиптійого називали навіть "білим золотом". Цей метал зустрічається у природі як у самородному вигляді, так і у вигляді сполук, наприклад, сульфідів. Срібні самородки мають велику вагу і часто містять домішки золота, ртуті, міді, платини, сурми та вісмуту.

Хімічні властивостісрібло.

Срібло відноситься до групи перехідних металів і має всі властивості металів. Проте активність срібла невелика - в електрохімічному ряді напруг металів воно знаходиться правіше водню, майже на самому кінці. У з'єднаннях срібло найчастіше виявляє ступінь окиснення +1.

За звичайних умов срібло не реагує з киснем, воднем, азотом, вуглецем, кремнієм, але взаємодіє із сіркою, утворюючи сульфід срібла: 2Ag+S=Ag2S. При нагріванні срібло взаємодіє із галогенами: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Розчинний нітрат срібла AgNO3 використовується для якісного визначення галогенід-іонів у розчині – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Наприклад, при взаємодії з аніонами хлору срібло дає нерозчинний білий осад AgCl↓.

Чому срібні вироби темніють на повітрі?

Причина поступового виробів із срібла пояснюється тим, що срібло реагує із сірководнем, що міститься в повітрі. Внаслідок цього на поверхні металу утворюється плівка Ag2S: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

В основі будь-якої науки лежить щось маленьке та важливе. У біології це клітина, у мовознавстві – буква і звук, в інженерії – гвинтик, у будівництві – піщинка, а для хімії та фізики найважливіше – це атом, його структура.

Ця стаття призначена для осіб старше 18 років

А вам уже виповнилося 18?

Атом - це та найменша частка всього, що нас оточує, яка несе в собі всю необхідну інформацію, частка, що визначає характеристики та заряди. Довгий часвчені думали, що вона неподільна, єдина, проте протягом довгих годин, днів, місяців і років проводилися вивчення, дослідження та досліди, які довели, що атом також має свою структуру. Іншими словами, ця мікроскопічна кулька складається з ще менших складових, які впливають на величину її ядра, властивості та заряд. Структура цих частинок така:

електрони;
Ядро атома.

Останнє також можна розділити на дуже елементарні частини, які в науці називають протонами і нейронами, яких нараховується чітка кількість у кожному конкретному випадку.

Число протонів, що є в ядрі, вказує на структуру оболонки, що складається з електронів. Ця оболонка ж, своєю чергою, містить у собі всі необхідні характеристики певного матеріалу, речовини чи предмета. Обчислити суму протонів дуже просто — досить знати порядковий номер найменшої частини речовини (атома) у відомої таблиці Менделєєва. Це значення ще називають атомним числом та позначають латинською літерою"Z". Важливо пам'ятати, що протони мають позитивний заряд, а на листі це значення визначається як +1.

Нейрони – друге складове ядра атома. Це елементарна субатомна частка, яка не несе жодного заряду на відміну від електронів чи протонів. Нейрони були відкриті в 1932 Дж. Чедвіком, за що він, через 3 роки, отримав Нобелівську премію. У підручниках та наукових працях їх позначають як латинський символ "n".

Третя складова атома - електрон, який знаходиться в монотонному русі навколо ядра, створюючи таким чином хмару. Саме ця частка найлегша з усіх відомих сучасній науці, а це означає, що і заряд її також найменший. Позначається електрон на листі від -1.

Саме з'єднання позитивних і негативних частинок у структурі робить атом незарядженим або нейтрально зарядженим часткою. Ядро, порівняно із загальним розміром всього атома, дуже маленьке, але саме в ньому зосереджено всю вагу, що говорить про його високу щільність.

Як визначити заряд ядра атома?

Щоб визначити заряд ядра атома, потрібно добре розумітися на будові, структурі самого атома та її ядра, розуміти основні закони фізики і хімії, і навіть мати на озброєнні періодичну таблицю Менделєєва визначення атомного числа хімічного елемента.

Знання того, що мікроскопічна частка будь-якої речовини має у своїй структурі ядро та електрони, які створюють біля нього оболонку у вигляді хмари. До складу ядра, у свою чергу, входять два види елементарних неподільних частинок: протони та нейрони, кожен з яких має свої властивості та характеристики. Нейрони не мають у своєму арсеналі електронного заряду. Це означає, що їх заряд не дорівнює і не більше менше нуля. Протони, на відміну своїх побратимів, несуть позитивний заряд. Іншими словами, їх електричний зарядможна позначити як +1.
Електрони, які є невід'ємною частиною кожного атома, також несуть певний вид електричного заряду. Вони є негативно зарядженими елементарними частинками, але в листі вони визначаються як −1.
Щоб обчислити заряд атома, потрібні знання про його структуру (ми щойно згадали необхідні відомості), кількість елементарних частинок у складі. А щоб дізнатися суму заряду атома, потрібно математичним способом додати кількість одних частинок (протонів) до інших (електронів). Зазвичай, характеристика атома свідчить, що він електрон нейтральний. Тобто значення електронів дорівнює кількості протонів. Підсумок такий - значення заряду такого атома дорівнює нулю.
Важливий нюанс: бувають ситуації, коли число позитивно і негативно заряджених елементарних частинок в ядрі може бути рівним. Це свідчить, що атом ставати іоном з позитивним чи негативним зарядом.

Позначення ядра атома в науковій сферівиглядає як Ze. Розшифрувати це досить просто: Z - це той номер, який присвоєний елементу у всій відомій таблиці Менделєєва, ще його називають порядковим чи зарядним числом. І вказує воно на кількість протонів в ядрі атома, а e - це лише заряд протона.

У сучасній науці існують ядра з різним значеннямзарядів: від 1 до 118

Ще одне важливе поняття, яке потрібно знати юним хімікам, — масове число. Це поняття вказує на загальну суму заряду нуклонів (це ті найдрібніші складники ядра атома хімічного елемента). І знайти це число можна, якщо скористатися формулою: A = Z + Nде А - масове число, Z - кількість протонів, а N - значення нейтронів в ядрі.

Чому дорівнює заряд ядра атома брому?

Щоб практично продемонструвати, як знайти заряд атома необхідного елемента(У нашому випадку, брому), варто звернутися до періодичної таблиці хімічних елементів і знайти там бром. Його порядковий номер 35. Це означає, що і заряд ядра його дорівнює 35, оскільки він залежить від числа протонів в ядрі. На число протонів вказує номер, під яким стоїть хімічний елемент у великій праці Менделєєва.

Наведемо ще кілька прикладів, щоб у майбутньому юним хімікам було простіше розрахувати необхідні дані:

заряд ядра атома натрію (na) дорівнює 11, оскільки саме під цим номером його можна знайти у таблиці хімічних елементів.
заряд ядра фосфору (символічне позначення якого P) має значення 15, адже саме стільки у його ядрі протонів;
сірка (з графічним позначенням S) - сусідка по таблиці попереднього елемента, тому і заряд ядра у неї 16;
залізо (а знайти ми його можемо в позначенні Fe) стоїть під номером 26, що говорить про таку ж кількість протонів у його ядрі, а значить і заряд атома;
вуглець (він же C) знаходиться під 6 номером періодичної таблиці, що вказує на потрібну нам інформацію;
магній має атомний номер 12, а міжнародній символіці його знають як Mg;
хлор у періодичній таблиці, де він пишеться як Cl, стоїть під 17 номером, тому і його атомне число (а саме воно нам потрібне) таке ж - 17;
кальцій (Ca), який корисний для юних організмів, знаходимо під номером 20;
заряд ядра атома азоту (з письмовим позначенням N) дорівнює 7, саме у такій черзі він представлений у таблиці Менделєєва;
барій стоїть під 56 номером, що дорівнює його атомній масі;
хімічний елемент селену (Se) має у своєму ядрі 34 протона, а це показує, що саме таким буде заряд ядра його атома;
срібло (або в письмовому позначенні Ag) має порядковий номер та атомну масу 47;
якщо ж потрібно дізнатися заряд ядра атома літію (Li), то потрібно звернутися до початку великої праці Менделєєва, де він знаходиться за номером 3;
аурум чи усіма нами улюблене золото (Au) має атомну масу 79;
у аргону це значення дорівнює 18;
рубідій має атомну масу у розмірі 37, а у стронцію вона дорівнює 38.

Перераховувати всі складові періодичної таблиці Менделєєва можна ще дуже довго, адже їх (ці складові) дуже багато. Головне, що суть цього явища зрозуміла, а якщо потрібно буде обчислити атомну кількість калію, кисню, кремнію, цинку, алюмінію, водню, берилію, бору, фтору, міді, фтору, миш'яку, ртуті, неону, марганцю, титану, то варто лише звернутися до таблиці хімічних елементів та дізнатися порядковий номер тієї чи іншої речовини.

Бєлкін І.К. Заряд атомного ядра та періодична система елементів Менделєєва // Квант. – 1984. – № 3. – С. 31-32.

За спеціальною домовленістю з редколегією та редакцією журналу "Квант"

Сучасні уявлення про будову атома виникли у 1911 – 1913 роках, після знаменитих дослідів Резерфорда щодо розсіяння альфа-частинок. У цих дослідах було показано, що α -частки (їх заряд позитивний), потрапляючи на тонку металеву фольгу, іноді відхиляються великі кути і навіть відкидаються назад. Це можна було пояснити тільки тим, що позитивний заряд в атомі сконцентрований у малому обсязі. Якщо уявити його у вигляді кульки, то, як встановив Резерфорд, радіус цієї кульки повинен дорівнювати приблизно 10 -14 -10 -15 м, що в десятки і сотні тисяч разів менше розміріватома загалом (~10 -10 м). Тільки поблизу такого малого за розмірами позитивного заряду може існувати електричне поле, здатне відкинути α -частку, що мчить зі швидкістю близько 20 000 км/с. Цю частину атома Резерфорд назвав атомним ядром.

Так виникла ідея, що атом будь-якої речовини складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, існування яких в атомах було встановлено раніше. Вочевидь, що, оскільки атом загалом електрично нейтральний, заряд ядра може бути чисельно дорівнює заряду всіх електронів. Якщо позначити модуль заряду електрона буквою е(елементарний заряд), то заряд qя ядра повинен дорівнювати qя = Ze, де Z- ціле число, що дорівнює кількості електронів в атомі. Але чому одно число Z? Чому дорівнює заряд qя ядра?

З дослідів Резерфорда, дозволили встановити розміри ядра, у принципі, можна визначити величину заряду ядра. Адже електричне поле, що відкидає α -частку, залежить як від розмірів, а й від заряду ядра. І Резерфорд справді оцінив заряд ядра. За Резерфордом заряд ядра атома того чи іншого хімічного елемента приблизно дорівнює половині його відносної атомної маси А, помноженої на елементарний заряд е, тобто

\(~Z = \frac(1)(2)A\).

Але, як це не дивно, справжній заряд ядра був встановлений не Резерфордом, а одним із читачів його статей та доповідей - голландським ученим Ван-ден-Бруком (1870-1926). Дивно тому, що Ван-ден-Брук за освітою та професією був не фізиком, а юристом.

Чому Резерфорд, оцінюючи заряди атомних ядер, співвідносив їх із атомними масами? Справа в тому, що коли в 1869 Д. І. Менделєєв створив періодичну систему хімічних елементів, він розташував елементи в порядку зростання їх відносних атомних мас. І за минулі сорок років усі звикли до того, що найважливіша характеристика хімічного елемента – його відносна атомна масащо саме вона відрізняє один елемент від іншого.

Тим часом саме в цей час, на початку XX століття, із системою елементів виникли труднощі. При дослідженні явища радіоактивності було відкрито низку нових радіоактивних елементів. І для них у системі Менделєєва начебто не було місця. Здавалося, що система Менделєєва вимагала зміни. Цим і був особливо стурбований Ван-ден-Брук. Протягом кількох років їм було запропоновано кілька варіантів розширеної системи елементів, у якій вистачило б місця не тільки для невідкритих ще стабільних елементів (про місця для них «подбав» ще сам Д. І. Менделєєв), але й для радіоактивних елементів теж. Останній варіант Ван-ден-Брук опублікував на початку 1913, у ньому було 120 місць, а уран займав клітку під номером 118.

У тому ж 1913 були опубліковані результати останніх досліджень з розсіювання α -частинок великі кути, проведених співробітниками Резерфорда Гейгером і Марсденом. Аналізуючи ці результати, Ван-ден-Брук зробив найважливіше відкриття. Він встановив, що число Zу формулі qя = Zeне половині відносної маси атома хімічного елемента, яке порядковому номеру. І до того ж порядковому номеру елемента в системі Менделєєва, а не в його, Ван-ден-Брука, 120-місцевій системі. Система Менделєєва, виявляється, не потребувала зміни!

З ідеї Ван-ден-Брука випливає, що кожен атом складається з атомного ядра, заряд якого дорівнює порядковому номеру відповідного елемента в системі Менделєєва, помноженому на елементарний заряд, і електронів, число яких в атомі також дорівнює порядковому номеру елемента. (Атом міді, наприклад, складається з ядра із зарядом, рівним 29 е, і 29 електронів.) Стало ясно, що Д. І. Менделєєв інтуїтивно розташував хімічні елементи в порядку зростання не атомної маси елемента, а заряду його ядра (хоча він про це й не знав). Отже, один хімічний елемент відрізняється від іншого не атомною масою, а зарядом атомного ядра. Заряд ядра атома – ось головна характеристикахімічний елемент. Існують атоми абсолютно різних елементів, але з однаковими атомними масами (вони мають спеціальну назву – ізобари).

Те, що не атомні маси визначають положення елемента в системі, видно з таблиці Менделєєва: у трьох місцях порушено правило зростання атомної маси. Так, відносна атомна маса у нікелю (№ 28) менше, ніж у кобальту (№ 27), калію (№ 19) вона менше, ніж у аргону (№ 18), у йоду (№ 53) менше, ніж у телуру ( №52).

Припущення про взаємозв'язок заряду атомного ядра і порядкового номера елемента легко пояснювало правила зміщення при радіоактивних перетвореннях, відкриті в тому ж 1913 («Фізика 10», § 103). Насправді, при випромінюванні ядром α -частинки, заряд якої дорівнює двом елементарним зарядам, заряд ядра, отже, та її порядковий номер (тепер зазвичай кажуть - атомний номер) має зменшитися на дві одиниці. При випусканні ж β -Частки, тобто негативно зарядженого електрона, він повинен збільшитися на одну одиницю. Саме в цьому й складаються правила усунення.

Ідея Ван-ден-Брука дуже скоро (буквально того ж року) отримала перше, щоправда непряме, досвідчене підтвердження. Дещо пізніше правильність її була доведена прямими вимірами заряду ядер багатьох елементів. Зрозуміло, що вона відіграла важливу роль у подальший розвитокфізики атома та атомного ядра.

Досліджуючи проходження α-частинки через тонку золоту фольгу (див. п. 6.2), Е. Резерфорд дійшов висновку про те, що атом складається з важкого позитивного зарядженого ядра і електронів, що його оточують.

Ядром називається центральна частина атома,в якій зосереджена практично вся маса атома та його позитивний заряд.

В склад атомного ядра входять елементарні частки : протони і нейтрони (нуклони від латинського слова Nucleus- Ядро). Така протонно-нейтронна модель ядра було запропоновано радянським фізиком 1932 р. Д.Д. Іваненко. Протон має позитивний заряд е + =1,06 · 10 -19 Кл і масу спокою m p= 1,673 · 10 -27 кг = 1836 m e. Нейтрон ( n) – нейтральна частка з масою спокою m n= 1,675 · 10 -27 кг = 1839 m e(де маса електрона m e, дорівнює 0,91 · 10 -31 кг). На рис. 9.1 наведено структуру атома гелію за уявленнями кінця XX - початку XXIв.

Заряд ядра дорівнює Ze, де e- Заряд протона, Z– зарядове число , рівне порядковому номерухімічного елемента у періодичної системі елементів Менделєєва, тобто. числу протонів в ядрі. Число нейтронів у ядрі позначається N. Як правило Z > N.

В даний час відомі ядра з Z= 1 до Z = 107 – 118.

Число нуклонів у ядрі A = Z + Nназивається масовим числом . Ядра з однаковим Z, але різними Аназиваються ізотопами. Ядра, які за однакового Aмають різні Z, називаються ізобарами.

Ядро позначається тим самим символом, що і нейтральний атом, де X- Символ хімічного елемента. Наприклад: водень Z= 1 має три ізотопи: – протий ( Z = 1, N= 0), - дейтерій ( Z = 1, N= 1), - тритій ( Z = 1, N= 2) олово має 10 ізотопів і т.д. У переважній більшості ізотопи одного хімічного елемента мають однакові хімічні та близькі. фізичними властивостями. Всього відомо близько 300 стійких ізотопів та понад 2000 природних та штучно отриманих радіоактивних ізотопів.

Розмір ядра характеризується радіусом ядра, що має умовний сенс через розмитість межі ядра. Ще Еге. Резерфорд, аналізуючи свої досліди, показав, що розмір ядра приблизно дорівнює 10-15 м (розмір атома дорівнює 10-10 м). Існує емпірична формула для розрахунку радіусу ядра:

(9.1.1)

де R 0 = (1,3 - 1,7) · 10 -15 м. Звідси видно, що обсяг ядра пропорційний числу нуклонів.

Щільність ядерної речовини становить по порядку величини 1017 кг/м 3 і постійна для всіх ядер. Вона значно перевищує щільності найщільніших звичайних речовин.

Протони і нейтрони є ферміонами, т.к. мають спін ħ /2.

Ядро атома має власний момент імпульсу – спин ядра :

(9.1.2)

де I – внутрішнє(повне)спинове квантове число.

Число Iприймає цілі чи напівцілі значення 0, 1/2, 1, 3/2, 2 і т.д. Ядра з парними Амають цілісний спин(В одиницях ħ ) та підпорядковуються статистиці Бозе–Ейнштейна(бозони). Ядра з непарними Амають напівцілий спин(В одиницях ħ ) та підпорядковуються статистиці Фермі–Дірака(Тобто. ядра – ферміони).

Ядерні частинки мають власні магнітні моменти, якими визначається магнітний момент ядра загалом. Одиницею виміру магнітних моментів ядер служить ядерний магнетон μ отрута:

(9.1.3)

Тут e- Абсолютна величина заряду електрона, m p- Маса протона.

Ядерний магнетон в m p/m e= 1836,5 разів менше магнетона Бора, звідси випливає, що магнітні властивості атомів визначаються магнітними властивостямийого електронів .

Між спином ядра та його магнітним моментом є співвідношення:

(9.1.4)

де γ отрута – ядерне гіромагнітне відношення.

Нейтрон має негативний магнітний момент n≈ – 1,913μ отрута тому що напрямок спина нейтрона та його магнітного моменту протилежні. Магнітний момент протона позитивний і дорівнює μ р≈ 2,793μ отрута. Його напрямок збігається із напрямком спина протона.

Розподіл електричного заряду протонів по ядру у випадку несиметрично. Мірою відхилення цього розподілу від сферично-симетричного є квадрупольний електричний момент ядра Q. Якщо щільність заряду вважається скрізь однаковою, то Qвизначається лише формою ядра. Так, для еліпсоїда обертання

(9.1.5)

де b- піввісь еліпсоїда вздовж напрямку спина, а– піввісь у перпендикулярному напрямку. Для ядра, витягнутого вздовж напрямку спина, b > аі Q> 0. Для ядра, сплющеного у цьому напрямку, b < aі Q < 0. Для сферического распределения заряда в ядре b = aі Q= 0. Це справедливо для ядер зі спином, що дорівнює 0 або ħ /2.

Для перегляду демонстрацій клацніть на відповідному гіперпосиланні:

Будова атома– це одна з базових тем курсу хімії, яка ґрунтується на знанні користуватися таблицею «Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва». Це не тільки класифіковані та розташовані за певними законами хімічні елементи, а й джерело інформації, в тому числі і про будову атома. Знаючи особливості читання цього унікального довідкового матеріалу, можна дати повну добротну і кількісну коляцію атому.

Вам знадобиться

Таблиця Д.І.Менделєєва

Інструкція

1. У таблиці Д.І.Менделєєва, як у багатоповерховому багатоквартирному будинку «живуть» хімічні елементи, весь з яких займає свою квартиру. Отже, кожен із елементів має певний порядковий номер, зазначений у таблиці. Нумерація хімічних елементів починається ліворуч, причому зверху. У таблиці горизонтальні ряди називаються періодами, а вертикальні стовпці – групами. Це важливо, оскільки за номером групи чи періоду можна також дати коляцію деяким параметрам атома .

2. Атом є хімічно неподільною частинкою, але при цьому що складається з більш дрібних комбінованих частин, до яких можна віднести протони (правильно заряджені частинки), електрони (заряджені негативно) і нейтрони (нейтральні частинки). Основна маса атомасфокусована в ядрі (за рахунок протонів та нейтронів), навколо якого обертаються електрони. У сукупності атом електронейтральний, тобто у ньому число правильних зарядівзбігається з кількістю негативних, отже, кількість протонів та електронів ідентична. Правильний заряд ядра атомамає місце як раз за рахунок протонів.

3. Потрібно запам'ятати, що порядковий номер хімічного елемента кількісно збігається із зарядом ядра атома. Отже, щоб визначити заряд ядра атомаПотрібно подивитися, під яким номером знаходиться даний хімічний елемент.

4. Приклад №1. Визначити заряд ядра атомавуглецю (С). Починаємо досліджувати хімічний елемент вуглець, орієнтуючись на таблицю Д.І.Менделєєва. Вуглець знаходиться в «квартирі» № 6. Отже, він має заряд ядра +6 за рахунок 6 протонів (правильно заряджених частинок), які розміщуються в ядрі. Розглядаючи, що атом є електронейтральним, значить, електронів теж буде 6.

5. Приклад №2. Визначити заряд ядра атомаалюмінію (Al). Алюміній має порядковий номер – № 13. Отже, заряд ядра атомаалюмінію +13 (за рахунок 13 протонів). Електронів також буде 13.

6. Приклад №3. Визначити заряд ядра атомасрібла (Ag). Срібло має порядковий номер – № 47. Отже, заряд ядра атомасрібла + 47 (за рахунок 47 протонів). Електронів також 47.

Атом хімічного елемента складається з ядрата електронної оболонки. Ядро - це центральна частина атома, в якому концентрована приблизно кожна його маса. На відміну від електронної оболонки, ядро має правильний заряд .

Вам знадобиться

Атомний номер хімічного елемента, закон Мозлі

Інструкція

1. Ядро атома складається з 2-х типів частинок – протонів та нейтронів. Нейтрони є електронейтральними частинками, тобто їх електричний. заряд дорівнює нулю. Протони є позитивно зарядженими частинками та їх електричний. заряддорівнює +1.

2. Таким чином, заряд ядрадорівнює числу протонів. У свою чергу число протонів в ядрі дорівнює ядерному номеру хімічного елемента. Наприклад, ядерний номер водню – 1, тобто ядро водню складається з одного протона. заряд+1. Ядерний номер натрію – 11, зарядйого ядрадорівнює +11.

3. При альфа-розпаді ядрайого ядерний номер зменшується на два за рахунок випромінювання альфа-частинки ( ядраатома гелію). Таким чином, число протонів в ядрі, що зазнало альфа-розпаду, також зменшується на два. Бета-розпад може протікати в 3 різних видах. У разі розпаду «бета-мінус» нейтрон перетворюється на протон при випромінюванні електрона та антинейтрино. Тоді заряд ядразростає на одиницю. У разі розпаду «бета-плюс» протон перетворюється на нейтрон, позитрон і нйтрино, заряд ядразменшується на одиницю. У разі електронного захоплення заряд ядратакож зменшується на одиницю.

4. Заряд ядраМожна також визначити за частотою спектральних ліній характеристичного випромінювання атома. Відповідно до закону Мозлі: sqrt(v/R) = (ZS)/n, де v – спектральна частота характеристичного випромінювання, R – безперервна Рідберга, S – безперервна екранування, n – основне квантове число. Отже, Z = n*sqrt( v/r)+s.

Відео на тему

Атом - найдрібніша частка всього елемента, яка несе його хімічні властивості. Як існування, і будова атома було предметом міркувань і розуміння з давніх часів. Було встановлено, що будова атомів схожа на будову Ясної системи: в центрі ядро, що займає дуже небагато місця, але сфокусував у собі приблизно всю масу; навколо нього обертаються «планети» – електрони, що несуть негативні заряди. А як можна знайти заряд ядраатома?

Інструкція

1. Будь-який атом електрично нейтральний. Але, від того, що електрони несуть негативні заряди, вони мають бути врівноважені протилежними зарядами. Так і є. Позитивні зарядинесуть частки під найменуванням "протони", розташовані в ядрі атома. Протон значно громіздше електрона: він важить стільки ж, скільки 1836 електронів!

2. Найпримітивніший випадок – атом водню першого елемента Періодичної таблиці. Подивившись у таблицю, ви переконаєтеся, що він посідає місце під першим номером, а його ядро складається з виняткового протона, навколо якого обертається винятковий електрон. З цього випливає, що заряд ядраатома водню дорівнює +1.

3. Ядра інших елементів складаються вже як з протонів, а й із про «нейтронів». Як ви легко можете усвідомити з найменування, нейтрони взагалі не несуть жодного заряду - ні негативного, ні правильного. Тому запам'ятайте: скільки б нейтронів не входило до складу ядерного. ядра, вони впливають лише з його масу, але з заряд.

4. Отже, величина позитивного заряду ядраатома залежить лише від цього, скільки протонів у ньому міститься. Але від того, як вже вказувалося, атом електрично нейтральний, в його ядрі повинно міститися стільки ж протонів, скільки електронів обертається навколо ядра. Число протонів визначається порядковим номером елемента в Таблиці Менделєєва.

5. Розгляньте кілька елементів. Скажімо, знаменитий і актуально необхідний кисень знаходиться в «осередку» під номером 8. Отже, в його ядрі містяться 8 протонів, і заряд ядрабуде +8. Сталь займає «комірку» з номером 26 і, відповідно, має заряд ядра+26. А порядний метал – золото, з порядковим номером 79 – матиме такий самий заряд ядра(79), зі знаком +. Відповідно, в атомі кисню міститься 8 електронів, в атомі заліза – 26, а атомі золота – 79.

Відео на тему

В звичайних умовахатом електрично нейтральний. При цьому ядро атома, що складається з протонів і нейтронів, схвально заряджено, а електрони несуть негативний заряд. При надлишку чи нестачі електронів атом перетворюється на іон.

Інструкція

1. Кожен хімічний елемент має власний неповторний заряд ядра. Саме заряд визначає номер елемента у періодичній системі. Так, ядро водню має заряд +1, гелію +2, літію +3, берилію +4 і т.д. Таким чином, якщо вести елемент, заряд ядра його атома можна визначити з таблиці Менделєєва.

2. Від того, що за звичайних умов атом електрично нейтральний, число електронів відповідає заряду ядра атома. Негативний заряд електронів компенсується позитивним зарядом ядра. Електростатичні сили утримують електронні хмари біля атома, що забезпечує стабільність.

3. При вплив певних умов у атома можна забирати електрони або приєднувати до нього додаткові. Якщо відібрати електрон від атома, атом перетворюється на катіон - правильно заряджений іон. При надмірній кількості електронів атом стає аніоном – негативно зарядженим іоном.

4. Хімічні сполуки може мати молекулярну чи іонну природу. Молекули також електрично нейтральні, а іони несуть у собі певний заряд. Так, молекула аміаку NH3 нейтральна, а ось іон амонію NH4+ заряджений правильно. Зв'язки між атомами у молекулі аміаку ковалентні, утворені за обмінним типом. Четвертий атом водню приєднується за донорно-акцепторним механізмом, це також ковалентний зв'язок. Амоній утворюється при взаємодії аміаку із розчинами кислот.

5. Головне розуміти, що заряд ядра елемента залежить від хімічних перевтілень. Скільки електронів не додай і не забирай, заряд ядра залишиться тим самим. Наприклад, атом O, аніон O- і катіон O+ характеризуються одним і тим же зарядом ядра +8. У цьому атом має 8 електронів, аніон 9, катіон – 7. Саме ядро можна змінити лише шляхом ядерних метаморфоз.

6. Особливо частий вид ядерних реакцій – радіоактивний розпад, який може відбуватися у натуральному середовищі. Ядерна маса елементів, що піддаються в природі такого розпаду, поміщено у квадратні дужки. Це означає, що масове число мінливе, змінюється протягом часу.

У періодичній системі елементів Д.І. Менделєєва срібло має порядковий номер 47 та позначення «Ag» (argentum). Найменування цього металу, можливо, сталося від латинського «argos», що означає «білий», «блискучий».

Інструкція

1. Срібло було відоме суспільству ще в IV тисячолітті до нашої ери. У Стародавньому Єгипті його називали навіть «білим золотом». Цей дорогий метал зустрічається в природі як у самородному вигляді, так і у вигляді сполук, скажімо, сульфідів. Срібні самородки мають велику вагу і часто містять домішки золота, ртуті, міді, платини, сурми і вісмуту.

2. Хімічні властивості срібла.Срібло відноситься до групи перехідних металів і має всі властивості металів. Втім хімічна активність срібла невелика - в електрохімічному ряду напруг металів воно знаходиться правіше водню, приблизно в самому кінці. У з'єднаннях срібло частіше кожного виявляє рівень окислення +1.

3. За звичайних умов срібло не реагує з киснем, воднем, азотом, вуглецем, кремнієм, але взаємодіє із сіркою, утворюючи сульфід срібла: 2Ag+S=Ag2S. При нагріванні срібло взаємодіє із галогенами: 2Ag+Cl2=2AgCl?.

4. Розчинний нітрат срібла AgNO3 застосовується для добротного визначення галогенід-іонів у розчині – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal?. Наприклад, при взаємодії з аніонами хлору срібло пропонує нерозчинний білий осад AgCl?.

5. Чому срібні вироби тьмяніють на повітрі? Привід поступового потемніння виробів із срібла пояснюється тим, що срібло реагує із сірководнем, що міститься в повітрі. У результаті цього на поверхні металу утворюється плівка Ag2S: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

6. Як срібло взаємодіє з кислотами? З розбавленими соляною та сірчаною кислотами срібло, як і мідь, не взаємодіє, тому що є металом низької активності і не може витісняти з них водень. Кислоти-окислювачі, азотна та концентрована сірчана кислотирозчиняють срібло: 2Ag+2H2SO4(конц.)=Ag2SO4+SO2?+2H2O; Ag+2HNO3(конц.)=AgNO3+NO2?+H2O; 3Ag+4HNO3(розб.)=3AgNO3+NO?+2H2O.

7. Якщо до розчину нітрату срібла додати луг, вийде темно-каштановий осад оксиду срібла Ag2O: 2AgNO3+2NaOH=Ag2O?+2NaNO3+H2O.

8. Як і сполуки одновалентної міді, нерозчинні опади AgCl і Ag2O здатні розчинятися у розчинах аміаку, даючи комплексні сполуки: AgCl+2NH3=Cl; Ag2O+4NH3+H2O=2OH. Останнє з'єднання часто використовують у органічної хіміїу реакції «срібного дзеркала» – добротної реакції на альдегідну групу.

Вуглець – це один із хімічних елементів, що має у періодичній таблиці символ С. Його порядковий номер – 6, ядерна маса – 12,0107 г/моль, радіус атома – 91 пм. Своїм найменуванням вуглець зобов'язаний російським хімікам, які спочатку привласнили елементу ім'я «вуглетвор», після чого трансформується в сучасне.

Інструкція

1. Застосовувався вуглець у промисловості ще давнину, коли ковалі використовували його при виплавці металів. Широко знамениті дві алотропні модифікаціїхімічного елемента – алмаз, що застосовується в ювелірній та індустріально галузях, а також графіт, за відкриття якого незадовго було присуджено Нобелівська премія. Ще Антуан Лавуазьє проводив перші навички з так званим чистим вугіллям, після чого його властивості частково вивчила група вчених – Гітон де Морво, власне сам Лавуазьє, Бертолле та Фуркруа, які описали свою навичку у книзі «Спосіб хімічної номенклатури».

2. Вперше вільний вуглець вивів британець Теннант, який пропустив пари фосфору над розпеченою крейдою і отримав фосфат кальцію разом із вуглецем. Продовжив навички британського співробітника француз Гітон де Морво. Він обережно нагрів алмаз, у результаті перетворив їх у графіт і потім у вугільну кислоту.

3. Вуглець має досить різноманітні фізичні властивості через утворення хімічних зв'язків різного типу. Вже відомо, що цей хімічний елемент безупинно утворюється в нижніх шарах стратосфери, яке властивості ще з 50-х років забезпечили вуглецю місце на АЕС і в ядерних водневих бомбах.

4. Фізики виділяють кілька форм або конструкцій вуглецю: тетричну, тригональну та діагональну. У нього є і кілька кристалічних варіацій – алмаз, графен, графіт, карбін, лонсдейліт, наноалмаз, фулерен, фулерит, вуглецеве волокно, нановолокно та нанотрубки. Є форми і в аморфного вуглецю: активований і деревне вугілля, Викопне вугілля або антрацит, кам'яновугільний або нафтовий кокс, скловуглець, техвуглець, сажа і вуглецева наноплівка. Фізики також поділяють і коластерні варіації – астралени, діуглероди та вуглецеві наноконуси.

5. Вуглець досить інертний в умовах відсутності екстремальних температур, а при досягненні їх верхнього порогу здатний з'єднуватися з іншими хімічними елементами, виявляючи сильні відновлювальні властивості.

6. Ймовірно, особливо знаменитим використанням вуглецю є олівцева промисловість, де його змішують із глиною для меншої ламкості. Його використовують і як мастильний засіб при дуже високих або низьких температураха висока температура плавлення дає можливість виробляти з вуглецю міцні тиглі для заливки металів. Графіт також чарівно проводить електричний струмщо дає величезні перспективи для використання його в електроніці.

Відео на тему

Зверніть увагу!
У таблиці Д.І.Менделєєва в одній клітині для всього хімічного елемента вказано два числові значення. Не плутайте порядковий номер та відносну ядерну масу елемента