Schéma struktury atomu: jádro, elektronová skořápka. Příklady

Podívejme se na to, jak je atom vybudován. Mějte na paměti, že se jedná výlučně o modely. V praxi jsou atomy mnohem složitější strukturou. Ale díky modernímu vývoji máme možnost vysvětlit a dokonce předpovědět vlastnosti chemických prvků (i když ne všechny). Takže, jaká je struktura struktury atomu? Z čeho pochází?

Planetární model atomu

To bylo nejprve navrhl dánský fyzik N. Bohr v 1913. Toto je první teorie struktury atomu, založená na vědeckých faktech. Navíc položil základ pro moderní tematickou terminologii. V tom elektronové částice vytvářejí rotační pohyby kolem atomu stejným principem jako planety kolem Slunce. Bohr navrhl, že mohou existovat výhradně v oběžné dráze v přesně definované vzdálenosti od jádra. Proč tomu tak je, vědec z pozice vědy nemohl vysvětlit, ale takový model byl potvrzen mnoha experimenty. Pro označení oběžných drah byly použity celá čísla, začínající číslem, nejbližší k jádru. Všechny tyto orbity jsou také nazývány úrovněmi. Atom vodíku má pouze jednu úroveň, na které se otáčí jeden elektron. Ale složité atomy mají více úrovní. Jsou rozděleny do složek, které kombinují elektrony blízko energetického potenciálu. Takže druhý má již dvě podzemní podlaží - 2s a 2p. Třetí má již tři - 3s, 3p a 3d. A tak dále. Nejprve jsou podúroky blízké jádru osídleny a pak vzdálené. Na každém z nich lze umístit pouze určitý počet elektronů. Ale to není konec. Každá podzemní vrstva je rozdělena na orbitály. Porovnejme si s normálním životem. Elektronický oblak atomu je srovnatelný s městem. Úrovně jsou ulice. Sub-úroveň je soukromý dům nebo byt. Orbital je pokoj. V každém z nich "žije" jeden nebo dva elektrony. Všichni mají specifické adresy. Toto bylo první schéma struktury atomu. A konečně o adresách elektronů: jsou určeny množinami čísel, které se nazývají "kvantové".

Vlnový model atomu

Ale v průběhu času se planetární model podrobil revizi. Byla navržena druhá teorie struktury atomu. Je dokonalejší a umožňuje vysvětlit výsledky praktických experimentů. Místo toho přišla vlna modelu atomu, který navrhne E. Schrödinger. Pak už bylo zjištěno, že elektron se může projevit nejen jako částice, ale také jako vlna. A co udělal Schrodinger? Aplikoval rovnici popisující pohyb vlny v trojrozměrném prostoru. Nelze tedy najít trajektorii pohybu elektronu v atomu, ale pravděpodobnost jeho detekce v určitém bodě. Kombinace obou teorií spočívá v tom, že elementární částice jsou na specifických úrovních, podúrovcích a orbitálech. V tomto případě končí podobnost modelů. Dávám jeden příklad - v teorii vln je orbitální oblast, kde může být nalezen elektron s pravděpodobností 95%. Celý zbytek prostoru je 5%, ale nakonec se ukázalo, že vlastnosti struktury atomů jsou zobrazeny pomocí modelu vln, zatímco použitá terminologie je sdílená.

Pojem pravděpodobnosti v tomto případě

Proč byl tento termín používán? Heisenberg v roce 1927 formuloval princip nejistoty, který se nyní používá k popisu pohybu mikročástic. Je založen na jejich zásadním rozdílu od běžných fyzických těles. Co to je? Klasická mechanika naznačuje, že člověk může pozorovat jevy bez toho, aby je ovlivňoval (pozorování nebeských těles). Na základě získaných dat můžete vypočítat, kde bude objekt v určitém okamžiku. Ale v mikrokosmu podnikání musí být věci odlišné. Takže například pozorovat elektron, aniž by to ovlivnilo, teď to není možné, protože energie přístroje a částice nejsou srovnatelné. To vede ke změně umístění elementárních částic, stavu, směru, rychlosti pohybu a dalších parametrů. A je zbytečné mluvit o přesných vlastnostech. Samotný princip nejistoty nám říká, že není možné vypočítat přesnou trajektorii letu elektronu kolem jádra. Můžete určit pouze pravděpodobnost nalezení částice v určité oblasti prostoru. Taková vlastnost má strukturu atomů chemických prvků. To by však měly zohlednit pouze vědci v praktických experimentech.

Složení atomu

Zaměřme se však na celý předmět úvah. Takže kromě dobře zvažovaného elektronického obalu je druhou složkou atomu jádro. Skládá se z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů. Všichni jsme obeznámeni s Mendeleyevovým stolem. Číslo každého prvku odpovídá počtu protonů, které obsahuje. Počet neutronů se rovná rozdílu mezi hmotností atomu a jeho počtem protonů. Mohou existovat odchylky od tohoto pravidla. Pak říkají, že existuje izotop prvku. Schéma struktury atomu je takové, že je "obklopeno" elektronovým pláštěm. Počet elektronů se obvykle rovná počtu protonů. Jeho hmotnost je přibližně 1840krát vyšší než u prvního a přibližně rovna hmotnosti neutronu. Poloměr jádra je asi 1/200000 průměru atomu. To samo o sobě má sférický tvar. To obecně představuje strukturu atomů chemických prvků. Přes rozdíl v hmotnosti a vlastnostech vypadají stejně.

Oběžné dráhy

Když mluvíme o tom, jaký je schéma struktury atomu, nemůžete o nich mlčet. Takže existují takové druhy:

1. S. Mějte sférický tvar.
2. P. Jsou podobné objemným číslům nebo vřetenu.
3. D a f. Mají složitou formu, kterou je obtížné popsat formální jazyk.

Elektron každého typu lze nalézt s pravděpodobností 95% na území příslušných orbitálů. Předkládané informace by měly být ošetřeny klidně, protože spíše jsou abstraktním matematickým modelem než skutečným fyzickým stavem záležitostí. Ale to vše má dobrou prediktivní sílu s ohledem na chemické vlastnosti atomů a dokonce molekul. Daleko od jádra se nachází úroveň, tím více elektronů může být umístěno na něm. Takže počet orbitálů lze vypočítat pomocí speciálního vzorce: x ² . Zde x se rovná počtu úrovní. A protože na orbitály mohou být umístěny až dva elektrony, v konečném výsledku vzorec pro jejich numerické vyhledávání vypadá takto: 2x2.

Oběžné dráhy: technické údaje

Když hovoříme o struktuře atomu fluoru, bude mít tři orbitaly. Všechny budou zaplněny. Energie orbitálů ve stejném podúrovni je stejná. Chcete-li je označit, přidejte číslo vrstvy: 2s, 4p, 6d. Vracíme se k rozhovoru o struktuře atomu fluoru. Bude mít dva s-a jeden p-subblevels. Má devět protonů a stejný počet elektronů. První úroveň s. Jedná se o dva elektrony. Pak je druhá s-úroveň. Dva další elektrony. A 5 vyplní úroveň p. To je jeho struktura. Po přečtení dalšího podkapitola můžete sami provést potřebná opatření a uvidíte sami sebe. Pokud mluvíme o fyzikálních vlastnostech halogenů, které zahrnují fluor, je třeba poznamenat, že i když ve stejné skupině jsou zcela odlišné ve svých vlastnostech. Takže jejich teplota varu se pohybuje od -188 do 309 stupňů Celsia. Tak proč byli sjednoceni? To vše díky chemickým vlastnostem. Všechny halogeny a především fluor mají nejvyšší oxidační schopnost. Reagují s kovy a bez problémů se mohou samovolně vznítit při pokojové teplotě.

Jak jsou plné oběžné dráhy?

Jaké jsou pravidla a principy elektronů? Nabízíme Vám seznámení se se třemi hlavními, jejichž znění bylo zjednodušeno pro lepší pochopení:

1. Princip nejméně energie. Elektrony mají tendenci naplňovat orbitály, aby zvýšily svou energii.
2. Princip Pauli. Na jedné orbitální stanici nelze nalézt více než dva elektrony.
3. Hundovo pravidlo. V jednom podúrovni elektrony naplní první volné orbitály a teprve pak vytvoří dvojice.

Periodický systém Mendelejeva pomůže při plnění a struktura atomu v tomto případě bude zřetelnější z hlediska obrazu. Proto v praktické práci s konstrukcí schémat prvků je nutné je udržet po ruce.

Příklad:

Za účelem zobecnění všeho, co bylo řečeno v rámci článku, je možné provést ukázku toho, jak jsou elektrony atomu distribuovány nad jejich úrovněmi, podzemními plochami a orbitály (tj. Jaká je úroveň konfigurace). Může být zobrazen jako vzorec, diagram energie nebo jako schéma vrstev. Zde jsou velmi dobré ilustrace, které po důkladném zkoumání pomáhají porozumět struktuře atomu. Takže nejprve je vyplněna první úroveň. V tom je pouze jeden podúrovni, ve kterém je jen jedna orbitální. Všechny úrovně jsou vyplněny v pořadí, počínaje menším. Za prvé, v rámci jednoho podzemí, jeden elektron je umístěn na každé orbitální. Pak jsou vytvořeny páry. A v přítomnosti volné se objeví přepnutí na jiný předmět plnění. A nyní můžete nezávisle vědět, jaká je struktura atomu dusíku nebo fluoru (který byl dříve zvažován). Zpočátku to může být trochu obtížné, ale můžete procházet obrázky. Podívejme se na strukturu atomu dusíku pro přehlednost. Má 7 protonů (spolu s neutrony tvořícími jádro) a stejný počet elektronů (které tvoří elektronovou skořápku). Nejprve vyplňte první úroveň s. Má 2 elektrony. Pak přichází druhá s-úroveň. Na něm jsou také 2 elektrony. A ostatní tři jsou umístěny na úrovni p, kde každá z nich zaujímá jednu orbitálku.

Závěr

Jak je vidět, struktura atomu není tak obtížný předmět (pokud se k tomu přiblíží z pohledu kurzu školní chemie samozřejmě). A pochopit toto téma není obtížné. Nakonec vás chci informovat o některých funkcích. Například mluvení o struktuře atomu kyslíku víme, že má osm protonů a 8-10 neutronů. A protože vše v přírodě má tendenci k rovnováze, dva atomy kyslíku tvoří molekulu, kde dva nepárové elektrony tvoří kovalentní vazbu. Stejně tak vzniká další stabilní molekula kyslíku - ozon (O ₃ ). Známe strukturu atomu kyslíku, je možné správně formulovat formulace oxidační reakce, ve kterých se na Zemi účastní nejvíce hojná látka.