Строение атома

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Ноября 2010 в 19:12, Не определен

Описание работы

реферат

Файлы: 1 файл

ксе.docx

— 139.82 Кб (Скачать файл)

  Теория Бора  позволила разрешить очень важный вопрос о расположении электронов в атомах  различных элементов и установить зависимость свойств элементов от строения электронных оболочек их атомов. В настоящее время разработаны схемы строения атомов всех химических элементов. Однако, иметь ввиду, что все эти схемы это лишь более или менее достоверная гипотеза,  позволяющая объяснить многие физические и химические свойства  элементов. Как раньше уже было сказано, число электронов,  вращающихся вокруг ядра атома, соответствует порядковому номеру элемента в периодической системе. Электроны расположены  по слоям, т.е. каждому слою принадлежит определенное заполняющие или как бы насыщающее его число электронов.  Электроны одного и того же слоя характеризуются почти одинаковым запасом энергии, т.е. находятся примерно на одинаковом энергетическом уровне. Вся оболочка атома распадается

 на  несколько энергетических уровней.  Электроны каждого следующего  слоя находятся на более высоком  энергетическом   уровне, чем электроны  предыдущего слоя.  Наибольшее число   электронов N, могущих находиться  на  данном энергетическом уровне,  равно удвоенному квадрату номера слоя:

    N=2n2,

     где n - номер слоя;

      N – наибольшее количество элементов.

      Кроме того, установлено, что число электронов в наружном слое для всех элементов, кроме палладия,  не превышает  восьми, а в предпоследнем - восемнадцати. Электроны наружного    слоя, как наиболее удаленные от ядра и, следовательно, наименее прочно связанные  с ядром, могут отрываться от атома  и присоединяться к другим  атомам, входя в состав наружного  слоя последних. Атомы, лишившиеся одного или нескольких  электронов,  становятся  заряженные положительно, так как заряд ядра атома превышает сумму зарядов оставшихся электронов.  Наоборот атомы, присоединившие электроны становятся заряженные отрицательно.  Образующиеся  таким путем заряженные частицы, качественно отличные  от  соответствующих атомов. называются ионами. Многие ионы в свою очередь могут терять или присоединять электроны, превращаясь при этом или в электронейтральные атомы, или в новые ионы с другим зарядом. Теория Бора оказала огромные услуги физике и химии, подойдя, с одной стороны, к раскрытию законов спектроскопии и объяснению механизма лучеиспускания, а с другой - к выяснению структуры отдельных атомов и установлению связи между ними. Однако оставалось еще много явлений в этой области, объяснить которые теория Бора не могла.

   Движение  электронов в атомах Бор представлял  как простое механическое, однако, оно является сложным и своеобразным. Это своеобразие было объяснено  новой квантовой теорией. Отсюда и пошло: «Карпускулярно-вролновой дуализм».

   И так, электрон в атоме характеризуется:

  1. Главным квантовым числом n, указывающим на энергию электрона;
  2. Орбитальным квантовым числом l , указывающим на характер орбиты;
  3. Магнитным квантовым числом, характеризующим положение облаков в пространстве;
  4. И спиновым квантовым числом, характеризующим веретенообразное движение электрона вокруг своей оси.

2. Строение атома

    Химики  XIXв. Не в состоянии были ответить на вопрос, в чем суть различий между атомами разных элементов, например меди и йода. Лишь в период 1897-1911гг. удалось установить, что сами атомы состоят из еще более мелких частиц. Открытие этих частиц и исследование строения атомов – того, каким образом построены атомы разного вида из более мелких частиц, - одна из наиболее интересных страниц истории науки. Более того, знание строения атомов позволило затем провести исключительно успешную систематизацию химических фактов, а это сделало химию более легкой для понимания и усвоения. Величайшую помощь каждому, изучающему химию, окажет, прежде всего, ясное представление о строении атома.

    Частицы, из которых состоят атомы, - это  электроны и атомные ядра. Электроны  и атомные ядра несут электрические  заряды, которые в значительной степени  обуславливают свойства самих частиц и строение атомов.

2.1.Природа электричества.

    Еще древние греки знали, что если янтарь натереть шерстью или мехом, то он будет притягивать легкие предметы, например перья или кусочки соломы. Это явление изучал Уильям Гильберт (1540-1603), который предложил прилагательное электрический для описания действующей в данном случае силы притяжения; оно происходит от греческого слова электрон, означающего янтарь. Гильберт и многие другие ученые, в том числе и Бенджамин Франклин, исследовали электрические явления; на протяжении XIX ст. были сделаны многочисленные открытия, объясняющие явления электричества и магнетизма (тесно связанного с электричеством).

    Было  установлено, что если сургучный  стержень, ведущий себя так же, как  янтарь, натереть шерстяной тканью и сблизить его со стеклянным стержнем, натертым шелковой тканью, то между  стержнями проскакивает электрическая  искра. Было найдено также, что между  такими стержнями действует сила притяжения. Так, если сургучный стержень, получивший электрический заряд  в результате натирания шерстяной  тканью, подвесить на нитке и приблизить к нему заряженного стеклянного  стержня, то заряженный конец сургучного стержня повернется к стеклянному  стержню. В то же время конец наэлектризованного сургучного стержня; точно так же наэлектризованный стеклянный стержень отталкивается от такого же наэлектризованного стеклянного стержня.

    В результате экспериментального изучения такого рода явлений сложилось представление  о существовании двух видов электричества, получивших название смоляного электричества (которое собирается на стеклянном стержне); было установлено, что противоположные  виды электричества протягиваются, тогда, как одинаковые отталкиваются. Франклин несколько упростил это  представление, приняв допущение, согласно которому может перетекать от объекта  к другому объекту электричество  лишь одного вида. Он предположил, что  в процессе натирания стеклянного  стержня шелковой тканью некий электрический  «флюид» переходит из ткани в  стекло и стеклянный стержень становится положительно заряженным благодаря избытку электрического флюида. В ткани создается недостаток электрического флюида. В ткани создается недостаток электрического флюида, и она становится отрицательно заряженной. Он подчеркивал, что на самом деле не знает, перешел ли электрический флюид из шелковой ткани в стеклянный стержень или из стеклянного стержня в ткань, и поэтому решение считать электричество на стеклянном заряженном стержне положительным является позволительным. В настоящее время действительно известно, что когда стеклянный стержень натирают шелковой тканью, то отрицательно заряженные частицы – электроны – переходят со стеклянного стержня на шелковую ткань, и что Франклин в своем допущении сделал ошибку.

    2.2 Электрон

    Представление о содержащихся в веществах электрических  частицах было высказано в качестве гипотезы английским ученым Г. Джонстоном Стонеем. Стоней знал, что вещества можно разложить электрическим током, – например, воду можно разложить таким способом на водород и кислород. Ему было известно также о работах Майкла Фарадея, установившего, что для получения некоторого количества элемента из того или иного его соединения требуется определенное количество электричества. Обдумывая эти явления, Стоней в 1874г. пришел к выводу о том, что они указывают на существование электричества в виде дискретных единичных зарядов, причем эти единичные заряды связаны с атомами. В 1891г. Стоней предложил название электрон для постулированной им единицы электричества. Экспериментально электрон был открыт в 1897г Дж. Дж. Томсоном (1856-1940) в Кембриджском университете.

2.3.Свойства  электрона

     Электрон представляет собой частицу с отрицательным  зарядом величиной –0,1602   10-18 Кл.

     Масса электрона  равна 0,9108   10-30кг, что составляет 1/1873 массы атома водорода.

    Электрон  имеет очень небольшие размеры. Радиус электрона точно не определен, но известно, что он значительно  меньше 1·10-15м.

    В 1925г. было установлено, что электрон вращается вокруг собственной оси  и что он имеет магнитный момент.

3. Ядра атомов

    В 1911г. английский физик Эрнест Резерфорд  провел ряд опытов, которые показали, что каждый атом содержит, кроме  одного или нескольких электронов, другую частицу, называемую ядром атома. Каждое ядро несет положительный заряд. Оно очень мало – диаметр ядра составляет лишь около 10-14м, но оно очень тяжелое – самое легкое ядро в 1836 раз тяжелее электрона.

    Существует  много разных видов ядер, причем ядра атомов одного элемента отличаются от ядер атомов другого элемента. Ядро атома водорода (протон) имеет точно  такой же электрический заряд, как  и электрон, но противоположного знака (положительный заряд вместо отрицательного). Ядра других атомов имеют положительные заряды, в целое число раз превышающие величину этого основного заряда – заряда протона.

3.1Протон  и нейтрон

    Протон  – простейшее атомное ядро. Это ядро наиболее распространенного вида водорода, самого легкого из всех атомов.

    Протон  имеет электрический заряд 0,1602·10-18Кл. Этот заряд точно равен заряду электрона, но он положительный, тогда как заряд электрона отрицательный.

    Масса протона равна 1,672·10-27кг. Она в 1836 раз больше массы электрона.

    Нейтрон был открыт английским физиком Джеймсом Чедвиком в 1932г. Масса нейтрона равна 1,675·10-27кг, что в 1839 раз больше массы электрона. Нейтрон не имеет электрического заряда.

    Среди химиков принято пользоваться единицей атомной массы, или дальтоном (d), приблизительно равной массе протона. Масса протона и масса нейтрона приблизительно равны единице атомной массы.

3.2.Строение атомных ядер

    Известно  о существовании нескольких сот  разных видов атомных ядер. Вместе с электронами, окружающими ядро, они образуют атомы разных химических элементов.

    Хотя  детальное строение ядер и не установлено, физики единодушно принимают, что ядра можно считать состоящими из протонов и нейтронов.

    Вначале в качестве примера рассмотрим дейтрон. Это ядро атома тяжелого водорода, или атома дейтерия. Дейтрон имеет такой же электрический заряд, как и протон, но его масса приблизительно вдвое электрический заряд, как и протон, но его масса приблизительно вдвое превышает массу протона. Полагают, что дейтрон состоит из одного протона и одного нейтрона.

    Ядро  атома гелия, которое также называют альфа – частицей или гелионом, имеет электрический заряд, в два раза превышающий заряд протона, и массу приблизительно в четыре раза больше массы протона. Считают, что альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов.

 

 Заключение

... В  далеком прошлом философы древней  Греции предполагали, что вся  материя едины, но приобретает  те или иные свойства в зависимости  от ее «сущности». А сейчас, в  наше время, благодаря великим  ученым, мы точно знаем, из чего  на самом деле она состоит.

Список  литературы:

  1. Коровин Н.В., Курс общей химии – М: Высшая школа,1990. - 446с.
  2. Кременчугская М., Васильева С., Химия – М: Слово, 1995. – 479с.
  3. Кульман А. Г., Общая химия- М: Наука, 1982. – 578с.
  4. Некрасов Б. В., Основы общей химии-М: Химия, 1973.- 688с.
  5. Полинг Л., Полинг П. Химия –М: Мир, 1978. – 685с.
  6. Савина О. М., Энциклопедия – М.: АСТ, 1994. – 448с.
  7. Харин А.Н., Курс химии – М: Высшая школа, 1983. - 511с.
 
 
 

 

    

Информация о работе Строение атома