Современные представления о строении атома. Краткая теория к первой паре по химии.

Современные представления о строении атома.

Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: s-, p- и d-элементы. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов.

Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Атом - наименьшая частица элемента в химических соединениях. Атом представляет собой электронейтральную частицу, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Атомное ядро состоит из нуклонов: протонов 1p (заряд +1, массовое число 1) и нейтронов 1n (заряд 0, массовое число 1). В ядре сосредоточен весь положительный заряд и основная часть массы атома).

Заряд ядра, равный порядковому номеру элемента в таблице Д. И. Менделеева, совпадает с числом протонов. Заряд ядра атома является основной характеристикой химического элемента.

В электронейтральном атоме число протонов равно числу электронов, поэтому:

Порядковый номер элемента=Заряд ядра=Число протонов в ядре атома=Число электронов в атоме.

Масса ядра атома равна сумме масс протонов и нейтронов. Эта сумма носит название массовое число атома. Таким образом, массовое число ядра (А) равно суммарному количеству протонов (Z) и нейтронов (N): A = Z + N

Соответственно, число нейтронов в атоме равно: N = A - Z

У одного элемента возможно существование атомов с различным массовым числом ядер - изотопов. Изотопы одного элемента характеризуются одинаковым числом протонов (Z) в ядре атома и отличаются числом нейтронов (N).

Для обозначения изотопов используют символы химических элементов, записывая слева внизу порядковый номер элемента (заряд ядра его атома), а слева вверху - массовое число. Например, в природе химический элемент хлор содержит два изотопа с разными массовыми числами:

³⁵Cl - изотоп хлора с массовым числом 35;

³⁷Cl - изотоп хлора с массовым числом 37.

Число нейтронов в атомах изотопов хлора равно:

в изотопе ³⁵₁₇Cl: N = 35 - 17 = 18;

в изотопе ³⁷₁₇Cl: N = 37 - 17 = 20.

Возможна также запись изотопов химического элемента без обозначения порядкового номера, например, для изотопов хлора: ³⁵Cl и ³⁷Cl.

Относительная атомная масса Ar химического элемента, указанная в периодической таблице Д. И. Менделеева, представляет собой среднюю величину массовых чисел природных изотопов, вычисленную с учетом распространенности изотопов каждого вида в природе. Так, в природе химический элемент хлор состоит из изотопа ³⁵Cl (75,5 %) и изотопа ³⁷Cl (24,5 %). Поэтому относительная атомная масса хлора равна: Ar = 35,5х0,755 + 37,5х0,245 = 35,5.

Электроны, входящие в состав атома, образуют его электронную оболочку. Именно строение электронной оболочки атома определяет свойства химического элемента.

Согласно современным представлениям, электрон имеет двойственную природу и обладает одновременно свойствами волны и частицы, поэтому для описания его поведения нельзя пользоваться привычными характеристиками, такими как скорость и траектория движения. Для описания состояния электрона в атоме используют представления квантовой механики - физической теории, устанавливающей законы движения микрочастиц. Согласно квантово-механическим представлениям, электрон не имеет определенной траектории движения и может находиться в любой части пространства вокруг ядра, но с разной вероятностью.

Атомная орбиталь (АО) - часть пространства вокруг ядра атома, в которой наиболее велика вероятность нахождения электрона.

Каждой АО соответствует область пространства определенного размера, формы и ориентации, равноценная понятию электронного облака.