rukav22.ru
Атом – это основная единица материи, которая состоит из ядра и электронной оболочки. Он является строительным блоком всех веществ и имеет свойства, которые определяют его характеристики и поведение.
Ядро атома состоит из протонов, частиц с положительным зарядом, и нейтронов, электрически нейтральных частиц. От атома к атому число протонов в ядре может изменяться, что определяет его химический элемент. Протоны и нейтроны сосредоточены в ядре атома, которое имеет малый размер по сравнению с общим размером атома.
Вокруг ядра атома движутся электроны – отрицательно заряженные частицы. Эти электроны образуют электронные оболочки, которые располагаются на определенных дистанциях от ядра. Число электронов в оболочках также может изменяться и определяет химические свойства атома. Электронные оболочки имеют различные энергетические уровни, на которых движутся электроны, обращаясь вокруг ядра.
Что такое атом в физике?
Протоны имеют положительный заряд и находятся в центре атома, называемом ядром.
Нейтроны не имеют заряда и также находятся в ядре атома.
Электроны имеют отрицательный заряд и движутся вокруг ядра по определенным орбитам.
Количество протонов в атоме определяет его химические свойства и называется атомным числом. Нейтроны не влияют на химические свойства и массовое число атома определяется суммой протонов и нейтронов. Электроны находятся на разных энергетических уровнях и образуют оболочки.
Атомы различных элементов имеют разное количество протонов и различаются по своим химическим свойствам.
Определение и структура атома
Ядро атома находится в его центре и состоит из протонов и нейтронов. Протоны имеют положительный заряд, нейтроны не имеют заряда. Число протонов в ядре определяет химические свойства элемента и называется атомным числом.Суммарный заряд протонов определяет заряд атома.
Электроны движутся вокруг ядра атома по определенным энергетическим уровням, образуя облако электронов. Они имеют отрицательный заряд, который равен заряду протонов. Число электронов в атоме также равно числу протонов, чтобы общий заряд атома был нейтральным.
| Частицы | Заряд | Масса |
|---|---|---|
| Протоны (+) | + | 1 атомная единица |
| Нейтроны | нет | 1 атомная единица |
| Электроны (-) | — | очень маленькая масса |
Атомы различных элементов отличаются числом протонов в ядре. Например, у атома водорода есть один протон, у атома кислорода — восемь протонов. Атомы разных элементов могут объединяться в молекулы и соединения.
Основные характеристики атома
| Характеристика | Описание |
|---|---|
| Массовое число | Сумма протонов и нейтронов в ядре атома. Обозначается символом A. |
| Атомный номер | Количество протонов в ядре атома. Обозначается символом Z. |
| Электронная конфигурация | Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням. Описывает строение электронной оболочки атома. |
| Радиус атома | Расстояние от ядра до наиболее внешнего электрона. Обозначается символом r. |
| Ионный радиус | Расстояние от ядра до внешней электронной оболочки иона. Обозначается символом r. |
| Валентность | Количество связей, которые атом может образовать с другими атомами. |
| Электроотрицательность | Способность атома притягивать электроны в химической связи. |
| Молекулярная масса | Сумма масс атомов, составляющих молекулу вещества. |
| Изотопы | Атомы одного и того же элемента, отличающиеся числом нейтронов в ядре. |
Знание основных характеристик атома является основой для понимания химических свойств вещества и его взаимодействия с другими веществами.
Масса атома и его составные части
Ядро атома содержит протоны и нейтроны. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда. Масса протона составляет около 1 атомной единицы массы (а.е.м.), а масса нейтрона приблизительно такая же. Таким образом, масса атома определяется суммой протонов и нейтронов, которая выражается в атомных единицах массы.
Масса электрона, находящегося в облаке вокруг ядра, незначительна по сравнению с массой нейтронов и протонов и составляет около 0,0005 а.е.м. Каждый атом имеет определенное число протонов в ядре, которое называется атомным номером и определяет его положение в периодической системе химических элементов.
| Составная часть атома | Заряд | Масса (а.е.м.) |
|---|---|---|
| Протон | +1 | 1 |
| Нейтрон | 0 | 1 |
| Электрон | -1 | 0.0005 |
Таким образом, атомы различных элементов отличаются по числу протонов в ядре, что приводит к различию в их атомных номерах и химических свойствах.
Электрический заряд атома
В атоме заряд распределен между его составными частями — электронами и ядром. Электроны несут отрицательный заряд, а ядро состоит из положительных протонов и нейтронов. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, поэтому суммарный заряд атома равен нулю.
При взаимодействии атомов электростатические силы притяжения и отталкивания определяются их зарядами. Атомы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу, а с одинаковыми зарядами отталкиваются. Это явление лежит в основе межатомных связей и обуславливает множество явлений в химии и физике.
Заряд атома может быть изменен путем передачи или захвата электронов. Так, при выравнивании зарядов между атомами происходит образование ионов — заряженных атомов или групп атомов. Ионы могут иметь положительный или отрицательный заряд, в зависимости от того, сколько электронов они потеряли или приобрели.
Различие в заряде атомов определяет их химические свойства и возможность образования химических соединений. Атомы с противоположными зарядами могут образовывать ионные связи, а с одинаковыми зарядами — координационные связи. Электрический заряд атома играет важную роль в объяснении явлений, происходящих на микроуровне вещества.
Энергетические уровни атома
Атом состоит из центрального ядра, в котором сосредоточена масса, и облака электронов, которое окружает ядро. Каждый атом имеет определенное количество энергетических уровней, на которых могут находиться электроны.
Энергетический уровень представляет собой определенную область пространства вокруг ядра, где электрон может находиться с определенной энергией. Уровни энергии обозначаются числами n=1,2,3 и так далее. Уровень с наименьшей энергией называется основным.
На каждом энергетическом уровне может находиться определенное количество электронов. Первый уровень может вместить не более 2 электронов, второй — не более 8 электронов, третий — не более 18 электронов, и так далее. Электроны заполняют энергетические уровни с низкой энергией до высокой, соблюдая принцип Паули и правило Хунда.
Изменение энергии электрона происходит только при переходе с одного энергетического уровня на другой. Когда электрон поглощает энергию, он переходит на уровень с более высокой энергией. При этом он находится в возбужденном состоянии. Когда электрон возвращается на уровень с меньшей энергией, он излучает энергию в форме света или других типов излучения.
Атомные модели и их развитие
Понятие атома и его структуры было предложено древнегреческими философами, но только в конце XIX века ученые начали разрабатывать конкретные модели атома, основанные на опытных данных. Развитие атомной модели началось с атома Джона Дэлюэза в 1803 году. Он представил атом как неделимую частицу.
Позже, в первой половине XIX века, Джон Томсон предложил модель «пудинга с изюмом», согласно которой электроны находятся в массе атома. Эта модель объясняла существование отрицательного заряда в атоме.
Однако, модель Резерфорда, предложенная в 1911 году, стала наиболее признанной в то время. В ней атом представлялся как планетарная система, где положительно заряженное ядро находится в центре, а негативно заряженные электроны движутся вокруг него по орбитам.
В 1926 году эта модель была доработана Нильсом Бором. Он предложил модель «энергетических уровней», согласно которой электроны находятся на определенных дискретных орбитальных уровнях, и их переходы между уровнями объясняют эмиссию или поглощение энергии.
Современная атомная модель основана на принципах квантовой механики и разработана в середине XX века. Эта модель называется «волновой механикой». Согласно ей, электроны представляются не как частицы, а как волны вероятности, которые наиболее вероятно находятся в определенных областях пространства, называемых орбиталями.
Таким образом, развитие атомных моделей позволило более точно описать структуру атома и объяснило множество физических явлений, открывая новые горизонты в физике.