Атомът е най-малката частица от химичен елемент, която запазва всичките си химични свойства. Атомът се състои от ядро, което има положителен електрически заряд и отрицателно заредени електрони. Зарядът на ядрото на всеки химичен елемент е равен на произведението на Z на e, където Z е поредният номер на даден елемент в периодичната таблица на химичните елементи, а e е стойността на елементарния електрически заряд.
електроне най-малката частица материя с отрицателен електрически заряд e = 1,6 · 10 -19 кулона, взета като елементарен електрически заряд. Електроните, въртящи се около ядрото, са разположени върху електронните обвивки K, L, M и т.н. K е най-близката до ядрото обвивка. Размерът на атома се определя от размера на неговата електронна обвивка. Атомът може да загуби електрони и да стане положителен йон или да прикрепи електрони и да стане отрицателен йон. Зарядът на един йон определя броя на изгубените или прикрепени електрони. Процесът на превръщане на неутрален атом в зареден йон се нарича йонизация.
Атомно ядро(централната част на атома) се състои от елементарни ядрени частици - протони и неутрони. Радиусът на ядрото е около сто хиляди пъти по-малък от радиуса на атома. Плътността на атомното ядро е изключително висока. протони- Това са стабилни елементарни частици с единичен положителен електрически заряд и маса 1836 пъти по-голяма от масата на електрона. Протонът е ядрото на най-лекия елемент, водород. Броят на протоните в ядрото е Z. Неутроне неутрална (без електрически заряд) елементарна частица с маса, много близка до масата на протон. Тъй като масата на ядрото е сумата от масата на протоните и неутроните, броят на неутроните в ядрото на атома е равен на A - Z, където A е масовото число на даден изотоп (вижте). Протонът и неутронът, които изграждат ядрото, се наричат нуклони. В ядрото нуклоните са свързани със специални ядрени сили.
Атомното ядро съдържа огромно количество енергия, която се освобождава по време на ядрени реакции. Ядрените реакции възникват, когато атомните ядра взаимодействат с елементарни частици или с ядрата на други елементи. В резултат на ядрените реакции се образуват нови ядра. Например, неутрон може да се трансформира в протон. В този случай бета частица, тоест електрон, се изхвърля от ядрото.
Преходът в ядрото на протон към неутрон може да се извърши по два начина: или частица с маса, равна на масата на електрона, но с положителен заряд, наречена позитрон (позитронно разпадане), се излъчва от ядрото, или ядрото улавя един от електроните от най-близката K-обвивка (K - улавяне).
Понякога образуваното ядро има излишък от енергия (това е във възбудено състояние) и, преминавайки в нормално състояние, освобождава излишната енергия под формата на електромагнитно излъчване с много къса дължина на вълната -. Енергията, освободена при ядрени реакции, се използва практически в различни индустрии.
Атомът (на гръцки atomos – неделим) е най-малката частица от химичен елемент, която има своите химични свойства. Всеки елемент е изграден от атоми от определен вид. Съставът на атома включва ядро, носещо положителен електрически заряд, и отрицателно заредени електрони (виж), които образуват неговите електронни обвивки. Големината на електрическия заряд на ядрото е Ze, където e е елементарен електрически заряд, равен по величина на заряда на електрон (4,8 · 10 -10 el. единици), а Z е атомният номер на даден елемент в периодичната система от химични елементи (виж .). Тъй като един обединен атом е неутрален, броят на електроните, включени в него, също е равен на Z. Съставът на ядрото (виж атомно ядро) включва нуклони, елементарни частици с маса приблизително 1840 пъти по-голяма от масата на електрона (равно до 9,1 10 - 28 g), протони (виж), положително заредени и неутрони без заряд (виж). Броят на нуклоните в ядрото се нарича масово число и се обозначава с буквата А. Броят на протоните в ядрото, равен на Z, определя броя на електроните, влизащи в атома, структурата на електронните обвивки и химичното вещество свойства на атома. Броят на неутроните в ядрото е равен на A-Z. Изотопите са разновидности на един и същи елемент, чиито атоми се различават един от друг по масово число А, но имат еднакво Z. Така в ядрата на атоми на различни изотопи на един елемент има различен брой неутрони с еднакво брой протони. При обозначаване на изотопи масовото число А се изписва над символа на елемента, а атомният номер е отдолу; например кислородните изотопи са обозначени: 
Размерите на атома се определят от размера на електронните обвивки и за всички Z са от порядъка на 10 -8 см. Тъй като масата на всички електрони на атома е няколко хиляди пъти по-малка от масата на ядрото, масата на атома е пропорционална на масовото число. Относителната маса на атом от даден изотоп се определя по отношение на масата на атом от въглеродния изотоп С 12, взета като 12 единици, и се нарича изотопна маса. Оказва се, че е близо до масовото число на съответния изотоп. Относителното тегло на атом от химичен елемент е средната (като се вземе предвид относителното изобилие на изотопи на даден елемент) стойност на изотопното тегло и се нарича атомно тегло (маса).
Атомът е микроскопична система и неговата структура и свойства могат да бъдат обяснени само с помощта на квантовата теория, създадена предимно през 20-те години на 20 век и предназначена да опише явления от атомен мащаб. Експериментите показват, че микрочастиците – електрони, протони, атоми и др., освен корпускулни, притежават вълнови свойства, които се проявяват в дифракция и интерференция. В квантовата теория, за да се опише състоянието на микрообектите, се използва определено вълново поле, характеризиращо се с вълнова функция (Ψ-функция). Тази функция определя вероятностите за възможни състояния на микрообект, тоест характеризира потенциала за проява на едно или друго негово свойство. Законът за изменение на функцията Ψ в пространството и времето (уравнението на Шрьодингер), който прави възможно намирането на тази функция, играе същата роля в квантовата теория като законите за движение на Нютон в класическата механика. Решението на уравнението на Шрьодингер в много случаи води до дискретни възможни състояния на системата. Така например в случай на атом се получават редица вълнови функции за електрони, съответстващи на различни (квантувани) стойности на енергията. Системата от енергийни нива на атома, изчислена по методите на квантовата теория, е получила блестящо потвърждение в спектроскопията. Преходът на атом от основно състояние, съответстващо на най-ниското енергийно ниво E 0, към което и да е от възбудените състояния E i се случва, когато се абсорбира определена част от енергията E i - E 0. Възбуденият атом преминава в по-малко възбудено или основно състояние, обикновено с излъчване на фотон. В този случай енергията на фотона hv е равна на разликата между енергиите на атома в две състояния: hv = E i - E k където h е константата на Планк (6.62 · 10 -27 erg · sec), v е честотата на светлина.
В допълнение към атомните спектри, квантовата теория направи възможно обяснението на други свойства на атомите. По-специално бяха обяснени валентността, естеството на химическата връзка и структурата на молекулите, създадена е теорията на периодичната таблица на елементите.
Въведение
Съществуващата в момента теория за структурата на атома не дава отговор на много въпроси, възникващи в хода на различни практически и експериментални работи. По-специално, физическата природа на електрическото съпротивление все още не е определена. Търсенето на високотемпературна свръхпроводимост може да бъде успешно само ако познавате същността на електрическото съпротивление. Познавайки структурата на атома, можете да разберете същността на електрическото съпротивление. Помислете за структурата на атома, като вземете предвид известните свойства на зарядите и магнитните полета. Планетарният модел на атома, предложен от Ръдърфорд, е най-близо до реалността и съответства на експерименталните данни. Този модел обаче отговаря само на водородния атом.
ГЛАВА ПЪРВА
ПРОТОН И ЕЛЕКТРОН
1. ВОДОРОД
Водородът е най-малкият от атомите, така че неговият атом трябва да съдържа стабилна основа както за водородния атом, така и за останалите атоми. Водородният атом е протон и електрон, докато електронът се върти около протона. Смята се, че зарядите на електрон и протон са единични заряди, тоест минимални. Концепцията за електрона като вихров пръстен с променлив радиус е въведена от V.F.Mitkevich (L. 1). Последващата работа на Ву и някои други физици показа, че електронът се държи като въртящ се вихров пръстен, чийто спин е насочен по оста на неговото движение, тоест фактът, че електронът е вихров пръстен, е потвърден експериментално. В покой електронът, въртящ се около оста си, не създава магнитни полета. Само при движение електронът образува магнитни силови линии.
Ако зарядът на протона е разпределен по повърхността, тогава, въртейки се с протона, той ще се върти само около собствената си ос. В този случай, подобно на електрона, зарядът на протона няма да образува магнитно поле.
Експериментално е установено, че протонът има магнитно поле. За да има протон магнитно поле, зарядът му трябва да бъде под формата на петно на повърхността му. В този случай, когато протонът се върти, неговият заряд ще се движи в кръг, тоест ще има линейна скорост, която е необходима за получаване на магнитното поле на протона.
Освен електрона има и позитрон, който се различава от електрона само по това, че зарядът му е положителен, тоест зарядът на позитрона е равен на заряда на протона както по знак, така и по големина. С други думи, положителният заряд на протона е позитрон, но позитронът е античастица на електрон и следователно вихров пръстен, който не може да се разпространи по цялата повърхност на протона. Така зарядът на протона е позитрон.
Когато електрон с отрицателен заряд се движи, позитронът на протона под действието на кулонови сили трябва да е на повърхността на протона на минимално разстояние от електрона (фиг. 1). Така се образува двойка противоположни заряди, свързани помежду си чрез максималната кулонова сила. Точно защото зарядът на протона е позитрон, неговият заряд е равен на електрон по абсолютна стойност.Когато целият заряд на протона взаимодейства със заряда на електрона, тогава няма "допълнителен" заряд на протона, който би създал електрически сили на отблъскване между протоните.
Когато един електрон се движи около протон в посоката, посочена на фиг. 1, положителният заряд се движи синхронно с него поради кулоновата сила. Движещите се заряди образуват около себе си магнитни полета (фиг. 1). В този случай около електрона се образува магнитно поле обратно на часовниковата стрелка, а около позитрона - магнитно поле по посока на часовниковата стрелка. В резултат на това между зарядите се образува общо поле от два заряда, което предотвратява падането на електрон върху протон.
На всички фигури протоните и неутроните са показани като топки за простота. В действителност те трябва да бъдат под формата на тороидални вихрови образувания на етера (L. 3).
Така водородният атом има формата съгласно фиг. 2 а). Формата на магнитното поле при атома съответства на тороидален магнит с намагнитване по оста на въртене на зарядите (фиг. 2 б).
Още през 1820 г. Ампер открива взаимодействието на токовете – привличането на успоредни проводници с ток, протичащ в една посока. По-късно експериментално е установено, че едноименните електрически заряди, движещи се в една посока, се привличат един към друг (L. 2).
Фактът, че зарядите трябва да се приближават един към друг, тоест да се привличат, също се доказва от ефекта на прищипване. Ефектът на щипка е ефектът на самосвиване на разряда, свойството на канал за електрически ток в свиваема проводяща среда да намалява напречното си сечение под действието на собственото си магнитно поле, генерирано от самия ток (L. 4).
Тъй като електрическият ток е всяко подредено движение на електрически заряди в пространството, траекториите на електрони и позитрони на протони са токови канали, способни да се приближават под действието на магнитно поле, генерирано от самите заряди.
Следователно, когато два водородни атома се комбинират в молекула, същите заряди ще се комбинират в двойки и ще продължат да се въртят в същата посока, но между протоните, което ще доведе до обединяване на техните полета.
Сближаването на електрони и протони става до момента, в който силата на отблъскване на същите заряди стане равна на силата, издърпваща зарядите от двойното магнитно поле.
На фиг. 3 а), б),и v)показва взаимодействието на зарядите на електрон и протон на водородни атоми, когато те се комбинират в водородна молекула.
На фиг. 4 е показана водородна молекула с линии на магнитно поле, генерирани от генераторите на поле на два водородни атома. Тоест, една водородна молекула има един генератор на двойно поле и общ магнитен поток, който е 2 пъти по-голям.
Изследвахме как водородът се комбинира в молекула, но водородната молекула не реагира с други елементи дори в смес с кислород.
Сега нека разгледаме как става разделянето на водородна молекула на атоми (фиг. 5). Когато молекула на водорода взаимодейства с електромагнитна вълна, електронът придобива допълнителна енергия и това извежда електроните в орбитални траектории (фиг. 5 Г).
Днес са известни свръхпроводници, които имат нулево електрическо съпротивление. Тези проводници се състоят от атоми и могат да бъдат свръхпроводници само ако техните атоми са свръхпроводници, тоест протона също. Левитацията на свръхпроводник над постоянен магнит е известна отдавна, поради индуцирането на ток от постоянен магнит в него, чието магнитно поле е насочено към полето на постоянен магнит. Когато външното поле се отстрани от свръхпроводника, токът в него изчезва. Взаимодействието на протоните с електромагнитна вълна води до факта, че върху техните повърхности се индуцират вихрови токове. Тъй като протоните са разположени един до друг, вихровите токове насочват магнитните полета един към друг, което увеличава токовете и техните полета, докато водородната молекула се разпадне на атоми (фиг. 5 Г).
Излизането на електрони по орбиталните траектории и появата на токове, които разбиват молекулата, се случват едновременно. Когато водородните атоми отлитат един от друг, вихровите токове изчезват и електроните остават на орбитални траектории.
Така, на базата на известните физични ефекти, ние получихме модел на водородния атом. при което:
1. Положителните и отрицателните заряди в атома служат за получаване на силови линии на магнитни полета, които, както е известно от класическата физика, се образуват само при движение на зарядите. Силовите линии на магнитните полета определят всички вътрешно-атомни, междуатомни и молекулярни връзки.
2. Целият положителен заряд на протона - позитрона - взаимодейства със заряда на електрона, създава максималната кулонова сила на привличане за електрона, а равенството на зарядите по абсолютна стойност изключва наличието на отблъскващи сили за съседните протони за протона.
3. На практика водородният атом е протон-електронен магнитен генератор (PEMG), който работи само когато протонът и електронът са заедно, тоест двойката протон-електрон винаги трябва да бъде заедно.
4. Когато се образува водородна молекула, електрони сдвояват и се въртят заедно между атомите,създавайки общо магнитно поле, което ги държи заедно. Протонните позитрони също се сдвояватпод въздействието на техните магнитни полета и събират заедно протоните, образувайки водородна молекула или всяка друга молекула. Сдвоените положителни заряди са основната определяща сила в молекулярното свързване, тъй като позитроните са пряко свързани с протоните и са неразделни от протоните.
5. Молекулните връзки на всички елементи възникват по подобен начин. Връзката на атомите в молекули на други елементи се осигурява от валентните протони с техните електрони, т.е. валентните електрони участват както в комбинирането на атоми в молекули, така и в разрушаването на молекулярните връзки. По този начин всяка връзка на атоми в молекула се осигурява от една валентна двойка протон с електрон (VPPE) от всеки атом за една молекулярна връзка. VPPE винаги се състои от протон и електрон.
6. Когато молекулярната връзка е разкъсана, електронът играе основна роля, тъй като, навлизайки в орбиталната траектория около своя протон, той издърпва протонния позитрон от двойката между протоните към „екватора“ на протона, като по този начин осигурява прекъсване на молекулярната връзка.
7. При образуването на молекула водород и молекули на други елементи се образува двоен PEMG.
Размерите и масите на атомите са малки. Радиусът на атомите е 10 -10 m, а радиусът на ядрото е 10 -15 m. Масата на атома се определя като масата на един мол атоми на елемента се раздели на броя на атомите на мол ( NA = 6.02 · 10 23 mol -1). Масата на атомите варира в рамките на 10 -27 ~ 10 -25 kg. Обикновено масата на атомите се изразява в атомни масови единици (amu). За аму Приема се 1/12 от масата на атома на въглеродния изотоп 12 C.
Основните характеристики на атома са зарядът на неговото ядро (Z) и масовото число (A). Броят на електроните в атома е равен на заряда на неговото ядро. Свойствата на атомите се определят от заряда на техните ядра, броя на електроните и състоянието им в атома.
Основни свойства и структура на ядрото (теория за състава на атомните ядра)
1. Ядрата на атомите на всички елементи (с изключение на водорода) са съставени от протони и неутрони.
2. Броят на протоните в ядрото определя стойността на неговия положителен заряд (Z). З- пореден номер на химичен елемент в периодичната система на Менделеев.
3. Общият брой на протоните и неутроните е стойността на неговата маса, тъй като масата на атома е концентрирана основно в ядрото (99, 97% от масата на атома). Ядрените частици - протони и неутрони - са обединени под общо име нуклони(от латинската дума nucleus, което означава "ядро"). Общият брой нуклони съответства на масовото число, т.е. нейната атомна маса А.
Ядра със същото Зно различни Аса наречени изотопи... Ядра, че, със същото Аимат различни Зса наречени изобари... Общо са известни около 300 стабилни изотопа на химични елементи и повече от 2000 естествени и изкуствено получени радиоактивни изотопа.
4. Броят на неутроните в ядрото нможе да се намери чрез разликата между масовото число ( А) и сериен номер ( З):
5. Размерът на ядрото се характеризира с радиус на сърцевината, което има конвенционално значение поради размиването на границата на ядрото.
Плътността на ядрената материя е по порядък 10 17 kg / m 3 и е постоянна за всички ядра. Той значително надвишава плътността на най-плътните обикновени вещества.
Протонно-неутронната теория позволи да се разрешат предишните противоречия в концепциите за състава на атомните ядра и връзката му с поредния номер и атомната маса.
Основна свързваща енергиясе определя от количеството работа, която трябва да се извърши, за да се раздели ядрото на съставните му нуклони, без да им се придаде кинетична енергия. От закона за запазване на енергията следва, че по време на образуването на ядрото трябва да се освободи същата енергия, която трябва да се изразходва при разделянето на ядрото на съставните му нуклони. Енергията на свързване на ядрото е разликата между енергията на всички свободни нуклони, които изграждат ядрото, и тяхната енергия в ядрото.
Когато се образува ядро, масата му намалява: масата на ядрото е по-малка от сумата от масите на съставящите го нуклони. Намаляването на масата на ядрото по време на образуването му се обяснява с освобождаването на енергия на свързване. Ако У sv е стойността на енергията, освободена при образуването на ядрото, тогава съответната маса Dm, равна на
Наречен масов дефекти характеризира намаляването на общата маса по време на образуването на ядро от съставните му нуклони. Една единица атомна маса съответства на единица за атомна енергия(AU): AU = 931.5016 MeV.
Специфичната енергия на свързване на ядрото wенергията на свързване на нуклон се нарича: w sv = 
... Величината w s е средно 8 MeV / нуклон. С увеличаване на броя на нуклоните в ядрото специфичната енергия на свързване намалява.
Критерият за стабилност на атомните ядрае съотношението между броя на протоните и неутроните в стабилно ядро за дадени изобари. ( А= const).
Ядрени сили
1. Ядреното взаимодействие показва, че има специални ядрени сили, не се свежда до нито един от видовете сили, познати в класическата физика (гравитационни и електромагнитни).
2. Ядрените сили са сили с малък обсег. Те се проявяват само на много малки разстояния между нуклони в ядрото от порядъка на 10-15 м. Дължината (1.5ј2.2) 10-15 m се нарича диапазон от ядрени сили.
3. Откриване на ядрени сили таксуване независимост: привличането между два нуклона е едно и също независимо от зарядното състояние на нуклоните - протон или нуклон. Независимостта на заряда на ядрените сили се вижда от сравнение на свързващите енергии в огледални ядра... Това е името на ядрата, в които общият брой нуклони е еднакъв, но броят на протоните в едното е равен на броя на неутроните в другия. Например хелиеви ядра 
тежък водород тритий -.
4. Ядрените сили притежават свойството на насищане, което се проявява във факта, че един нуклон в ядрото взаимодейства само с ограничен брой съседни нуклони, които са най-близо до него. Ето защо има линейна зависимост на енергиите на свързване на ядрата от техните масови числа (A). Почти пълно насищане на ядрените сили се постига в а-частицата, която е много стабилно образувание.
Радиоактивност, g-лъчение, a и b - разпад
1.Радиоактивностсе нарича трансформация на нестабилни изотопи на един химичен елемент в изотопи на друг елемент, придружено от излъчване на елементарни частици, ядра или твърди рентгенови лъчи. Естествена радиоактивностнаречена радиоактивност, наблюдавана в естествено срещащи се нестабилни изотопи. Изкуствена радиоактивностсе нарича радиоактивност на изотопи, получени в резултат на ядрени реакции.
2. Обикновено всички видове радиоактивност са придружени от излъчване на гама лъчение – твърдо, късовълново електрическо вълново излъчване. Гама лъчението е основната форма за намаляване на енергията на възбудените продукти на радиоактивните трансформации. Ядрото, подложено на радиоактивен разпад, се нарича майчина; възникващи дъщерно дружествоядрото, като правило, се оказва възбудено и преминаването му в основно състояние е придружено от излъчване на g-фотон.
3... Алфа разпадсе нарича излъчване от ядрата на някои химични елементи а - частици. Алфа разпадът е свойство на тежките ядра с масови числа А> 200 и ядрени заряди З> 82. Вътре в такива ядра се образуват отделни а-частици, всяко от които се състои от два протона и два неутрона, т.е. атом на елемент, изместен в таблицата на периодичната таблица на елементите на D.I. Менделеев (PSE) две клетки вляво от оригиналния радиоактивен елемент с масово число по-малко от 4 единици(правилото на Соди-Фаянс): 
4. Терминът бета разпад означава три вида ядрени трансформации: електронни(банда позитронна(b +) разпада, и електронно улавяне.
b-разпадът се случва предимно в относително богати на неутрони ядра. В този случай неутронът на ядрото се разпада на протон, електрон и антинеутрино () с нулев заряд и маса.
При b-разпад масовият брой на изотопа не се променя, тъй като общият брой на протоните и неутроните се запазва и зарядът се увеличава с 1. Следователно, атомът на образувания химичен елемент се измества от PSE с една клетка вдясно от първоначалния елемент и масовото му число не се променя(правилото на Соди-Фаянс):
b + - разпадът се случва предимно в ядра, които са относително богати на протони. В този случай протонът на ядрото се разпада на неутрон, позитрон и неутрино ().
.
При b + - разпад масовото число на изотопа не се променя, тъй като общият брой на протоните и неутроните се запазва и зарядът намалява с 1. Следователно, атомът на образувания химичен елемент се измества от PSE една клетка вляво от оригиналния елемент и масовото му число не се променя(правилото на Соди-Фаянс):
5. В случай на улавяне на електрони трансформацията се състои в изчезването на един от електроните в най-близкия до ядрото слой. Протон, превръщайки се в неутрон, сякаш "улавя" електрон; оттук произлиза терминът "електронно улавяне". Електронното улавяне, за разлика от b ± улавянето, е придружено от характерни рентгенови лъчи.
6. b - разпадът се случва в естествено радиоактивни, както и изкуствено радиоактивни ядра; b + -разпадът е характерен само за явлението изкуствена радиоактивност.
7.g-лъчение: когато е възбудено, ядрото на атома излъчва електромагнитно лъчение с къса дължина на вълната и висока честота, което е по-твърдо и проникващо от рентгеновото лъчение. В резултат на това енергията на ядрото намалява, докато масовото число и зарядът на ядрото не остават ниски. Следователно трансформацията на химичен елемент в друг не се наблюдава и атомното ядро преминава в по-малко възбудено състояние.
атом. Концепцията за структурата на атома. Електрони, протони, неутрони
атом - елементарна частица от вещество (химичен елемент), състояща се от определен набор от протони и неутрони (ядрото на атом) и електрони.
Ядрото на атома се състои от протони (p+) и неутрони (n0).Брой на протоните N (p +) равен на заряда на ядрото(Z) и пореден номер на елементав естествения ред от елементи (и в периодичната таблица на елементите). Сумата от броя на неутроните N (n0), обозначени просто с буквата N, и броя на протоните Z, се нарича масово число и се обозначава с буквата A. Електронната обвивка на атома се състои от електрони, движещи се около ядрото(д-). Брой електрони N (e-) в електронната обвивка на неутрален атом е брой протони Z в основата си.
Концепция за съвременния квантовомеханичен модел на атома. Характеризиране на състоянието на електроните в атом с помощта на набор от квантови числа, тяхната интерпретация и допустими стойности
атом - микрокосмос, в който действат законите на квантовата механика.
Вълновият процес на движение на електрон в атом около ядро се описва с помощта на вълновата функция psi (ψ), която трябва да има три параметъра на квантуване (3 степени на свобода).
Физически усет - триизмерна амплитуда ел. вълни.
n е главното квантово число, char. енергичен ниво в атома.
l - страна (орбитална ефективност) l = 0 ... n-1, характеризира енергията. поднива в атома и формата на атомната орбитала.
m l - магнитен c.ch. ml = -l ... + l, характеризира ориентацията на елемента в lm.
ms е числото на въртене. Интернет доставчик. Защото всеки електрон има свой собствен момент на движение
Последователността на запълване на енергийни нива и поднива с електрони в многоелектронни атоми. Принципът на Паули. Правилото на Гунд. Принципът на минималната енергия.
NS Гунда: запълването става последователно, така че сумата от числата на завъртане (момент на движение) да е максимална.
Принципът на Паули: един атом не може да има 2 ел., които имат всичките 4 кванта. Цифрите биха били същите
NSн- максимален брой имейли на енергия. лв.
Започвайки от 3-ти период, се наблюдава ефект на забавяне, което се обяснява с принципа на най-малката енергия: образуването на електронната обвивка на атома става по такъв начин, че ел. заемат енергийно благоприятна позиция, когато енергията на свързване с ядрото е максимално възможна, а собствената енергия на електрона е минимално възможна.
NS Кличевски- най-енергийно полезни са тези, които имат котка. сумата от квантовите числа n и l клони към min.
Енергия на йонизация и енергия на електронен афинитет. Характерът на тяхното изменение по периоди и групи от периодичната система на Д. И. Менделеев. Метали и неметали.
Йонизационна енергия на атом- Енергията, необходима за отделяне на електрон от невъзбуден атом, се нарича първа йонизационна енергия (потенциал).
Електронен афинитет- Енергийният ефект от прикрепването на електрон към неутрален атом се нарича електронен афинитет (Е).
Енергията на йонизация се увеличавав периоди от алкални метали до благородни газове и намалявана групи от горе до долу.
За елементи от главни подгрупи афинитетът към електроните се увеличавав периоди отляво надясно и намалявана групи от горе до долу.
Електроотрицателност на химичните елементи. Естеството на промените в електроотрицателността по периоди и групи от периодичната система на Д. И. Менделеев. Концепцията за степента на окисление.
Електроотрицателност- способността на атомния химичен елемент. във връзка да привлича електрони към себе си
Методи за оценка:
EO = I + E (kJ / mol) - полусума от йонизационни енергии и афинитет (според Маликен)
Относителна скала на Полинг
Използване на относителната e.o. скала и приемане на е.о. F = 4 в периода с нарастване на заряда на ядрото на е.о. нараства. и увеличете дюзата. Светия остров.
В групата увеличаването на ядрения заряд е придружено от намаляване на ЕО. и укрепване срещна. св.в
Степен на окисление (окислително число)- въображаемият заряд на атом на електронно съединение, който се определя от предположението, че съединението се състои от йони
Така. прости вещества = 0
Со кислород = -2 (без пероксиди H2O2 (-1) и съединения с флуор)
Така. водород и алкални метали = +1
Отрицателно S.o. имат само вцепенен и само един
Във всеки йон алгебричната сума от всички s.o. = зарядът на йона, а в неутралните молекули = 0
Ако химичното съединение е съставено от мет и е неметално, тогава мет +, то е неметално -
Ако химичното съединение е съставено от 2 nemet, тогава otnits s.o. има този с котката> e.o.
Периодичният закон на Д. И. Менделеев и периодичната система от елементи. Периоди, групи и подгрупи на периодичната система. Връзка на периодичната система със структурата на атомите. Електронни семейства от елементи.
периодично формулиране на закона това ли е:
„Свойствата на химичните елементи (т.е. свойствата и формата на образуваните от тях съединения) периодично зависят от ядрения заряд на атомите на химичните елементи.“
Периодичната таблица на Менделеев се състои от 8 групи и 7 периода.
Вертикалните колони на таблица се наричат групи... Елементите във всяка група имат сходни химични и физични свойства. Това се дължи на факта, че елементите от една група имат подобни електронни конфигурации на външния слой, броят на електроните на който е равен на номера на групата. При което групата е разделена на основни и второстепенни подгрупи.
Основенподгрупите включват елементи, в които валентните електрони са разположени на външните ns и np поднива. Вътреподгрупите включват елементи, в които валентните електрони са разположени на външното ns-подниво и на вътрешното (n - 1) d-подниво (или (n - 2) f-подниво).
Всички елементи в периодичната таблица, в зависимост от това кое подниво(s-, p-, d- или f-) валентните електрони се класифицират на: s- елементи (елементи от основната подгрупа от групи I и II), p- елементи (елементи от основните подгрупи от III-VII групи) , d- елементи (странични подгрупи на елементите), f-елементи (лантаноиди, актиниди).
Хоризонталните редове на таблицата се наричат периоди.... Елементите в периоди се различават един от друг, но общото между тях е, че последните електрони са на едно и също енергийно ниво (главното квантово число n е същото).
Името "атом" се превежда от гръцки като "неделим". Всичко около нас – твърди тела, течности и въздух – е изградено от милиарди от тези частици.
Появата на версията за атома
За първи път атомите стават известни през 5-ти век пр.н.е., когато гръцкият философ Демокрит предполага, че материята се състои от малки движещи се частици. Но тогава нямаше начин да се провери версията за тяхното съществуване. И въпреки че никой не можеше да види тези частици, идеята беше обсъдена, защото това беше единственият начин учените да обяснят процесите, протичащи в реалния свят. Следователно те вярваха в съществуването на микрочастици много преди времето, когато успяха да докажат този факт.
Едва през 19 век. те започват да се анализират като най-малките съставни части на химичните елементи, които имат специфични свойства на атомите – способността да влизат в съединения с други в строго предписано количество. В началото на 20-ти век се смяташе, че атомите са най-малките частици на материята, докато не беше доказано, че те са съставени от още по-малки единици.
От какво се състои химичният елемент?
Атомът на химичен елемент е микроскопичен градивен елемент на материята. Определящата характеристика на тази микрочастица е молекулното тегло на атома. Единствено откриването на периодичния закон на Менделеев доказа, че техните видове са различни форми на една материя. Те са толкова малки, че не могат да се видят с обикновени микроскопи, а само с най-мощните електронни устройства. За сравнение, косъмът на човешката ръка е милион пъти по-широк.
Електронната структура на атома има ядро, състоящо се от неутрони и протони, както и електрони, които се въртят около центъра в постоянни орбити, подобно на планетите около своите звезди. Всички те се държат заедно от електромагнитна сила, една от четирите основни във Вселената. Неутроните са частици с неутрален заряд, протоните са положителни, а електроните са отрицателни. Последните са привлечени от положително заредени протони, така че са склонни да останат в орбита.
Структура на атома
В централната част има ядро, което запълва минималната част от целия атом. Но проучванията показват, че почти цялата маса (99,9%) се намира в него. Всеки атом съдържа протони, неутрони, електрони. Броят на въртящите се електрони в него е равен на положителния централен заряд. Частици с еднакъв ядрен заряд Z, но различна атомна маса A и брой неутрони в ядрото N се наричат изотопи, а със същия А и различни Z и N - изобари. Електронът е най-малката частица от вещество с отрицателен електрически заряд e = 1,6 · 10-19 кулона. Зарядът на един йон определя броя на загубените или добавените електрони. Процесът на метаморфоза на неутрален атом в зареден йон се нарича йонизация.
Нова версия на модела на атома
Физиците са открили много други елементарни частици досега. Електронната структура на атома има нова версия.
Смята се, че протоните и неутроните, без значение колко малки са те, се състоят от най-малките частици, наречени кварки. Те представляват нов модел за изграждане на атома. Тъй като учените събираха доказателства за съществуването на предишния модел, днес те се опитват да докажат съществуването на кварки.
RTM - устройство на бъдещето
Съвременните учени могат да видят атомни частици материя на компютърен монитор и също така да ги преместват по повърхността с помощта на специален инструмент, наречен сканиращ тунелен микроскоп (RTM).
то компютъризираниинструмент с връх, който се движи много внимателно близо до повърхността на материала. Докато върхът се движи, електроните се движат през пролуката между върха и повърхността. Въпреки че материалът изглежда идеално гладък, той всъщност е груб на атомно ниво. Компютърът прави карта на повърхността на веществото, създавайки изображение на неговите частици и по този начин учените могат да видят свойствата на атома.
Радиоактивни частици
Отрицателно заредените йони обикалят около ядрото на доста голямо разстояние. Структурата на атома е такава, че цялото е наистина неутрално и няма електрически заряд, тъй като всички негови частици (протони, неутрони, електрони) са в баланс.
Радиоактивният атом е елемент, който може лесно да се раздели. Неговият център се състои от много протони и неутрони. Единственото изключение е диаграмата на водородния атом, който има един единствен протон. Ядрото е заобиколено от облак от електрони, тяхното привличане го кара да се върти около центъра. Протоните с еднакъв заряд се отблъскват.
Това не е проблем за повечето малки частици, които имат повече от една. Но някои от тях са нестабилни, особено големи като урана, който има 92 протона. Понякога центърът му не може да издържи такова натоварване. Те се наричат радиоактивни, защото изхвърлят няколко частици от ядрото си. След като нестабилното ядро се отърве от протоните, останалите образуват нова дъщеря. Тя може да бъде стабилна в зависимост от броя на протоните в новото ядро или може да се дели допълнително. Този процес продължава, докато остане стабилно дъщерно ядро.
Свойства на атомите
Физикохимичните свойства на атома се променят естествено от един елемент в друг. Те се определят от следните основни параметри.
Атомна маса. Тъй като основното място на микрочастиците е заето от протони и неутрони, тяхната сума определя броя, който се изразява в атомни масови единици (amu) Формула: A = Z + N.
Атомен радиус. Радиусът зависи от местоположението на елемента в системата на Менделеев, химическата връзка, броя на съседните атоми и квантовомеханичното действие. Радиусът на ядрото е сто хиляди пъти по-малък от радиуса на самия елемент. Структурата на атома може да бъде лишена от електрони и да стане положителен йон, или да добави електрони и да стане отрицателен йон.
При Менделеев всеки химичен елемент заема определеното му място. В таблицата размерът на атома се увеличава, когато се движите отгоре надолу, и намалява, когато се движите отляво надясно. Следователно най-малкият елемент е хелият, а най-големият е цезий.
Валентност. Външната електронна обвивка на атома се нарича валентност, а електроните в нея са получили съответното име - валентни електрони. Техният брой определя как атомът е свързан с останалата част чрез химическа връзка. Микрочастиците се опитват да запълнят своите външни валентни обвивки с метода за създаване на последните.
Гравитация, привличане – това е силата, която държи планетите в орбита, заради нея предметите, освободени от ръцете, падат на пода. Човек забелязва повече гравитацията, но електромагнитният ефект е в пъти по-мощен. Силата, която привлича (или отблъсква) заредените частици в атома е 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 пъти по-мощна от гравитацията в него. Но има още по-мощна сила в центъра на ядрото, способна да държи протони и неутрони заедно.
Реакциите в ядрата създават енергия като в ядрените реактори, където атомите се разделят. Колкото по-тежък е един елемент, толкова повече частици се използват за изграждане на неговите атоми. Ако съберем общия брой протони и неутрони в елемента, ще разберем неговата маса. Например, Уран, най-тежкият елемент, открит в природата, има атомна маса 235 или 238.
Разделяне на атом на нива
Атомът е количеството пространство около ядрото, където електронът е в движение. Има общо 7 орбитали, съответстващи на броя на периодите в периодичната таблица. Колкото по-далече е местоположението на електрона от ядрото, толкова по-значителен енергиен резерв той притежава. Номерът на периода показва числото около неговото ядро. Например, калият е елемент от 4-ти период, което означава, че има 4 енергийни нива на атома. Номерът на химичния елемент съответства на неговия заряд и броя на електроните около ядрото.
Атомът е източник на енергия
Вероятно най-известната научна формула е открита от немския физик Айнщайн. Тя твърди, че масата не е нищо повече от форма на енергия. Въз основа на тази теория можете да превърнете материята в енергия и да изчислите по формулата колко можете да получите. Първият практически резултат от тази трансформация бяха атомните бомби, които първо бяха изпитани в пустинята Лос Аламос (САЩ), а след това експлодираха над японските градове. И въпреки че само една седма от експлозива беше превърната в енергия, разрушителната сила на атомната бомба беше ужасна.
За да може ядрото да освободи своята енергия, то трябва да се срути. За да го разделите, е необходимо да действате като неутрон отвън. Тогава ядрото се разделя на две други, по-леки, като същевременно осигурява огромен прилив на енергия. Разпадът води до освобождаване на други неутрони и те продължават да се разделят на други ядра. Процесът се превръща във верижна реакция, като в резултат се създава огромно количество енергия.
Плюсове и минуси на използването на ядрена реакция днес
Разрушителната сила, която се освобождава по време на трансформацията на материята, човечеството се опитва да укроти в атомни електроцентрали. Тук ядрената реакция не протича под формата на експлозия, а като постепенно отделяне на топлина.
Производството на ядрена енергия има своите плюсове и минуси. Според учените, за да поддържаме нашата цивилизация на високо ниво, е необходимо да използваме този огромен източник на енергия. Но трябва да се има предвид, че дори най-модерните разработки не могат да гарантират пълната безопасност на атомните електроцентрали. Освен това енергията, получена от производствения процес, ако не се съхранява правилно, може да повлияе на нашите потомци в продължение на десетки хиляди години.
След аварията в атомната електроцентрала в Чернобил все повече хора смятат производството на атомна енергия за много опасно за човечеството. Единствената безопасна електроцентрала от този вид е Слънцето с неговата огромна ядрена мощност. Учените разработват всякакви модели слънчеви панели и може би в близко бъдеще човечеството ще може да си осигури безопасна атомна енергия.
Зареждане ...