Shema strukture atoma: jedro, elektronska lupina. Primeri

Poglejmo, kako je zgrajen atom. Ne pozabite, da bo to izključno o modelih. V praksi so atomi mnogo kompleksnejša struktura. Toda zahvaljujoč sodobnim razvojem smo sposobni razložiti in celo uspešno napovedati lastnosti kemični elementi

Planetski model atoma

Najprej ga je predlagal danski fizik N. Bohr leta 1913. To je prva teorija strukture atoma, ki temelji na znanstvenih dejstvih. Poleg tega je postavil temelje za sodobno tematsko terminologijo. V njej delci-elektroni proizvajajo rotacijska gibanja okoli atoma po istem principu kot planeti okoli Sonca. Bohr je predlagal, da lahko obstajajo samo v orbitih na strogo določeni razdalji od jedra. Zakaj je tako, znanstvenik s stališča znanosti ni mogel razložiti, vendar je bil tak model potrjen s številnimi eksperimenti. Za označevanje orbite smo uporabili cela števila, od tistega, ki je bil oštevilčen, najbližji jedru. Vse te orbite imenujemo tudi ravni. Atoma vodika ima samo eno raven, na kateri se en elektron vrti. Toda kompleksni atomi imajo več ravni. Razdeljeni so na komponente, ki združujejo elektrone blizu energetskega potenciala. Torej, drugi že ima dve podstavki - 2s in 2p. Tretji je že tri - tri, 3p in 3d. In tako naprej. Prvič, naselbine, ki so bližje jedru, so naseljene, nato pa oddaljene. Na vsakem od njih se lahko namesti samo določeno število elektronov. Ampak to ni konec. Vsako podnožje je razdeljeno na orbitale. Primerjamo se z običajnim življenjem. Elektronski oblak atoma je primerljiv z mestom. Ravni so ulice. Podstropje je zasebna hiša ali stanovanje. Orbital je soba. V vsakem od njih "živi" en ali dva elektrona. Vsi imajo specifične naslove. To je bila prva shema strukture atoma. In končno o naslovih elektronov: določajo jih množice števil, ki se imenujejo "kvantni".

Valovni model atoma

Toda sčasoma je bil planetarni model revidiran. Predlagana je bila druga teorija strukture atoma. To je bolj popolno in nam omogoča, da razložimo rezultate praktičnih eksperimentov. Model valov atomov, ki ga je predlagal E. Schrodinger, je nadomestil prvi. Potem je bilo že ugotovljeno, da se lahko elektron manifestira ne le kot delec, ampak tudi kot val. In kaj je storil Schrodinger? Uporabil je enačbo, ki opisuje gibanje vala tridimenzionalni prostor. Tako ne moremo najti trajektorije gibanja elektrona v atomu, ampak verjetnost njegove detekcije na določeni točki. Združevanje obeh teorij je, da so elementarni delci na določenih ravneh, podvojih in orbitalih. Na tem se konča podobnost modelov. Dala bom en primer - v teoriji valov je orbital regija, kjer je mogoče najti elektron z 95-odstotno verjetnostjo. Na vseh preostalih prostora je 5% .Toda na koncu se je izkazalo, da so značilnosti strukture atomov zastopana z uporabo modela valov, kljub dejstvu, da je terminologija skupnega.

Koncept verjetnosti v tem primeru

Zakaj je bil ta izraz uporabljen? Heisenberg leta 1927 je oblikoval princip negotovosti, ki se zdaj uporablja za opis gibanja mikrodelcev. Temelji na njihovi temeljni razliki od navadnih fizičnih teles. Kaj je to? Klasična mehanika je predlagala, da lahko oseba opazuje pojav, ne da bi to vplivalo na njih (opazovanje nebesnih teles). Na podlagi pridobljenih podatkov lahko izračunate, kje bo objekt v določenem trenutku. Toda v mikrokozmosu podjetja morajo biti stvari drugačne. Torej, na primer, da opazujemo elektron, ne da bi to vplivali, sedaj ni mogoče, ker energije instrumenta in delcev niso primerljive. To vodi v spremembo lokacije elementarnega delca, stanja, smeri, hitrosti in drugih parametrov. In nesmiselno je govoriti o natančnih značilnostih. Zelo načelo negotovosti nam pove, da je nemogoče izračunati natančno trajektorijo letenja elektronov okoli jedra. Lahko se pokaže le verjetnost najdbe delcev v določenem prostoru. Takšna značilnost ima strukturo atomov kemičnih elementov. Toda to bi morali upoštevati samo znanstveniki v praktičnih poskusih.

Sestava atoma

A osredotočimo se na celoten predmet razmišljanja. Torej, poleg dobro premišljene elektronske lupine, druga komponenta atoma je jedro. Sestavljen je iz pozitivno nabitih protonov in nevtralnih nevtronov. Vsi smo seznanjeni z mendelejevimi mizami. Število vsakega elementa ustreza številu protonov, ki jih vsebuje. Število nevtronov je enako razliki med maso atoma in njegovim številom protonov. Lahko pride do odstopanj od tega pravila. Potem pravijo, da je element izotopa. Shema strukture atoma je takšna, da je "obkrožena" z elektronsko lupino. Število elektronov je običajno enako številu protonov. Masa slednjega je približno 1840-krat večja kot pri prvem in približno enaka masi nevtona. Polmer jedra je približno 1/200000 premera atoma. Sama ima sferično obliko. To je na splošno struktura atomov kemičnih elementov. Kljub razliki v masi in lastnostih, izgledajo enako.

Orbit

Če govorimo o tem, kakšna shema strukture atoma, ne morete molčati o njih. Torej obstajajo takšne vrste:

1. s. Imajo krogelno obliko.
2. str. So podobni obsežnim številkam ali vretenu.
3. d in f. Imajo kompleksno obliko, ki jo je težko opisati z uradnim jezikom.

Na ozemlju ustreznih orbitalov je mogoče najti elektron vsakega tipa z verjetnostjo 95%. Predstavljene informacije je treba obravnavati mirno, ker je to precej abstrakten matematični model in ne fizično resnično stanje. Toda z vsem tem ima dobro napovedno moč glede na kemične lastnosti atomov in celo molekul. Čim dlje od jedra se nahaja raven, več elektronov se lahko postavi na to. Tako se lahko število orbitalov izračuna po posebni formuli: x². Tukaj x je enako številu ravni. In ker se na orbite lahko doda dva elektrona, bo formula njihove numerične preiskave sčasoma videti tako: 2x².

Orbite: tehnični podatki

Če govorimo o strukturi atoma fluora, bo imel tri orbite. Vsi bodo napolnjeni. Energija orbitalov znotraj istega podnožja je enaka. Če jih označite, dodajte številko sloja: 2s, 4p, 6d. Vrnemo se k pogovoru o strukturi atoma fluora. Imel bo dva s-in en p-podvoji. Ima devet protonov in isto število elektronov. Prva ena s-ravni. To sta dva elektrona. Nato drugo s-nivo. Še dva elektrona. In 5 izpolnite p-level. Tukaj je njegova struktura. Po branju naslednjega podnapisa lahko sami naredite potrebna dejanja in si oglejte sami. Če govorimo fizikalne lastnosti halogenov, ki vključujejo fluor, je treba opozoriti, da se v isti skupini popolnoma razlikujejo po njihovih značilnostih. Torej, njihova vrelišče se giblje od -188 do 309 stopinj Celzija. Zakaj so bili združeni? Vse zaradi kemičnih lastnosti. Vsi halogeni in predvsem fluor imajo najvišjo sposobnost oksidacije. Reagirajo s kovinami in brez težav se lahko sami vžgejo pri sobni temperaturi.

Kako so napolnjene orbite?

Kakšna so pravila in načela elektronov? Predlagamo, da se seznanite s tremi osnovnimi, katerih besedilo je bilo poenostavljeno za boljše razumevanje:

1. Načelo najmanj energije. Elektroni običajno napolnijo orbite, da bi povečali svojo energijo.
2. Paulijev princip. Na eni orbiti lahko najdemo največ dva elektrona.
3. Pravilo Hunda. V enem podnožju elektroni najprej napolnijo proste orbitale in šele nato tvorijo paro.

Na področju polnjenja vam bo pomagal periodični sistem Mendelejeva, in struktura atoma v tem primeru bo postala jasnejša v smislu slike. Zato je pri praktičnem delu s konstrukcijo shem elementov potrebno držati na roki.

Primer:

Če povzamemo vse, kar je povedal člen, je možno, da se vzorec kot atom, so elektroni razporejeni v njihovih stopenj, podravni in orbital (torej, kaj je konfiguracija stopnja). Lahko ga opišemo kot formulo, energetski diagram ali kot plastno shemo. Tu so zelo dobre ilustracije, ki ob natančnem pregledu pomagajo razumeti strukturo atoma. Torej najprej izpolnite prvo raven. V njej je samo eno podnožje, v katerem je samo ena orbitalna enota. Vse ravni so zapolnjene v zaporedju, začenši z manjšo. Prvič, znotraj ene podlage se na vsakem orbitalu doda en elektron na elektron. Potem se ustvarijo pari. In v prisotnosti prostega, pride do preklopa na drugo temo polnjenja. In zdaj lahko samostojno veste, kakšna je struktura dušikovega atoma ali fluora (ki je bil upoštevan prej). Sprva je lahko malo težko, vendar si lahko ogledate slike. Poglejmo si strukturo dušikovega atoma za jasnost. Ima 7 protonov (skupaj z nevtroni, ki tvorijo jedro) in isto število elektronov (ki sestavljajo elektronsko lupino). Najprej napolnite prvo s-nivo. Ima 2 elektroni. Nato pride druga s-nivo. Na njem sta tudi dva elektronika. In ostala tri so postavljena na p-nivo, kjer vsak od njih zaseda eno orbital vsako.

Zaključek

Kot lahko vidite, struktura atoma ni tako težka tema (seveda se seveda prilagaja s stališča tečaja šolske kemije). In razumevanje te teme ni težko. Nazadnje vas želim obvestiti o nekaterih funkcijah. Na primer, ko govorimo o strukturi kisikovega atoma, vemo, da ima osem protonov in 8-10 nevtronov. In ker se vse v naravi nagiba v ravnovesje, sta dva atoma kisika tvorita molekulo, kjer dva neobslužena elektrona tvorita kovalentno vez. Podobno je še ena stabilna molekula kisika - ozon (O₃). Poznavanje strukture kisikovega atoma je mogoče pravilno formulirati formule oksidacijskih reakcij, v katerih na Zemlji sodeluje najbolj bogata snov.