close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Билет 3

код для вставкиСкачать
3. Строение атомов химических элементов. Состав атомного ядра. Строение электронных атомов первых 20 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева.
Периодический закон способствовал дальнейшему развитию работ по изучению строения атома; в результате была вскрыта взаимосвязь строения атомов с периодическим изменением их свойств. Таким образом, учение о периодичности получило теоретическое обоснование.
Очень кратко рассмотрим важнейшие открытия в области физики, способствующие развитию периодического закона.
С древнейших времен и вплоть до конца XIX века сохранились представления об атоме как о неделимой частице (от греч. atomos - ²неделимый²).
Однако в конце XIX века был установлен ряд фактов, свидетельствовавших о сложном составе атомов. Сюда относится, прежде всего, открытие электрона английским физиком Д. Томсоном в 1897 году.
В 1896 году французский физик Антуан Анри Беккерель, исследуя образцы урановой руды, обнаружил, что соединения урана дают самопроизвольное излучение. После этого открытия у многих ученых возникли сомнения в том, что атом - неделимая частица.
В 1898 году Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри открыли два новых элемента - полоний (Po) и радий (Ra). Оба элемента оказались способны к такому же излучению. Изучаемое явление было названо радиоактивностью (от лат. radio - ²испускаю лучи² и activus - ²действенный²).
Исследования супругов Кюри и английского физика Эрнеста Резерфорда позволили установить, что радиоактивное излучение неоднородно: под действием электромагнитного поля оно разделяется на три пучка, один из которых не изменяет своего первоначального направления, а два других отклоняются в противоположные стороны. Лучи, не отклоняющиеся в магнитном поле, и, следовательно, не несущие электрического заряда, получили название -лучей. Поток положительных частиц был назван -лучи, поток отрицательных частиц был назван -лучи.
Работы по изучению свойств радиоактивных веществ показали, что атом - очень сложная система. В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил планетарную модель строения атома.
Модель атома Резерфорда называется также ядерная модель атома. Атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена практически вся масса атома, и вращающихся вокруг ядра электронов. Положительный заряд ядра нейтрализуется суммарным отрицательным зарядом электронов, так что атом в целом электронейтрален. Радиус ядра в 100 000 раз меньше радиуса всего атома.
В 1913 году английский физик Генри Мозли установил, что заряд атомного ядра равен порядковому номеру элемента в таблице Д.И.Менделеева. После этого открытия стал ясен физический смысл порядкового номера: порядковый номер - это важнейшая константа химического элемента, выражающая положительный заряд ядра его атома.
После установления этого факта формулировка периодического закона была уточнена: свойства химических элементов, а также их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда атомного ядра.
В 1910 году английский радиохимик Фредерик Содди установил, что при естественной радиоактивности могут образовываться атомы одного и того же химического элемента, имеющие одинаковые заряды ядер, но разные атомные массы. Такие разновидности атомов одного и того же элемента были названы изотопы. Например, кислород имеет три изотопа:
16 17 18
8 О, 8 О, 8 О.
Факт существования изотопов ученые в то время объяснить не смогли. Объяснение появилось много позднее, после ряда открытий в области ядерной физики.
В 1920 году английский физик Эрнест Резерфорд открыл протон р+.
В 1932 году английский физик Джеймс Чедвик открыл нейтрон n0.
Протоны и нейтроны находятся в атомном ядре, поэтому называются нуклоны (от лат.nucleus - ядро). Протоны и нейтроны относятся к барионам (от греч. barys  тяжелый). Электрон относится к лептонам (от греч. leptos  легкий). Масса протона в 1836 раз больше массы электрона. Масса нейтрона в 1839 раз больше массы электрона.
После открытия протона, стало ясно, что заряд атомного ядра определяется содержанием в нем протонов. Можно сделать вывод: число протонов в ядре атома совпадает с порядковым номером элемента в таблице Д.И.Менделеева.
Опыты Э. Резерфорда позволили установить, что практически вся масса атома сосредоточена в атомном ядре, т.е. определяется массой протонов и нейтронов; массой электронов можно пренебречь. Тогда число нейтронов в ядре можно найти по формуле:
Зная состав атомного ядра химического элемента, можно объяснить факт существования изотопов.
16 17 18
8 О 8 О 8 О
Р = 8 Р = 8 Р = 8
N = 8 N = 9 N = 10
Изотопы - это разновидности атома одного и того же химического элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов в ядре.
Строение атомов первых 20 химических элементов
 Н + 1 )1
1s1  Не + 2 )2 1s2
 Li + 3 )2 )1 1s2 2s1 2p0  Ве + 4 )2)2 1s2 2s2 2p0
Начиная со следующего элемента, будет заполняться 2р-подуровень.
  В + 5 )2)3 1s2 2s2 2р1    С + 6 )2)4 1s2 2s2 2p2 Далее идет заполнение 2р-подуровня.
   
N + 7 )2)5 1s2 2s2 2p3    О + 8 )2)6 1s2 2s2 2p4     
 F + 9 )2)7 1s2 2s2 2p5     
Ne +10 )2)8 1s2 2s2 2p6
У атома неона второй энергетический уровень полностью завершен.

Nа + 11 )2)8)1 1s22s22p6 3s1 3p03d0

Mg + 12 )2)8)2 1s22s22p6 3s2 3p03d0

  
AI + 13 )2)8)3 1s22s22p6 3s2 3p1 3d0

   
Si + 14 )2)8)4 1s22s22p6 3s2 3p2 3d0

   

P + 15 )2)8)5 1s22s22p6 3s2 3p3 3d0

   

S + 16 )2)8)6 1s22s22p6 3s2 3p4 3d0

   

CI + 17 )2)8)7 1s22s22p6 3s2 3p5 3d0

   

Ar + 18 )2)8)8 1s22s22p6 3s2 3p6 3d0
Внешний энергетический уровень благородного газа аргона содержит 8 электронов, он считается завершенным. Однако третий энергетический уровень может заполняться и дальше, т.к. 3d-подуровень у элементов III периода не начал свое заполнение.
У атомов калия и кальция будет заполняться 4s-подуровень. 
K + 19 )2)8)8 )1 1s22s22p63s23p6 3d0
4s1 4p04d04f0
 
Ca + 20 )2)8)8 )2 1s22s22p63s23p6 3d0
4s2 4p04d04f0
7
Документ
Категория
Разное
Просмотров
19
Размер файла
2 484 Кб
Теги
билет
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа