Протоны и нейтроны электроны: Состав атомного ядра. Число протонов — урок. Химия, 8–9 класс.

Состав атомного ядра. Число протонов — урок. Химия, 8–9 класс.

Предложенная Э. Резерфордом в \(1911\) году ядерная (планетарная) модель строения атома сводится к следующим положениям:

• атом состоит из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него электронов;
• более \(99,96\) % массы атома сосредоточено в его ядре;
• диаметр ядра примерно в сто тысяч раз меньше диаметра самого атома.

Согласно этой модели можно дать следующее определение атома:

Атом — электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Ядро атома состоит из элементарных частиц: протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны имеют общее название нуклоны (ядерные частицы).

Протон  (\(p\)) — частица, имеющая заряд \(+1\) и относительную массу, равную \(1\).

Нейтрон  (\(n\)) — частица без заряда с относительной массой \(1\).

К элементарным частицам относятся также электроны (\(e\)), которые образуют электронную оболочку атома.

Протоны и нейтроны имеют одинаковую массу. Масса электрона составляет 11840 массы протона и нейтрона. Поэтому основная масса атома сосредоточена в его ядре.

Протон имеет положительный заряд \(+1\). Заряд электрона — отрицательный и по величине равен заряду протона: \(–\)\(1\).

Установлено, что число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в Периодической таблице.

Заряд ядра определяется числом протонов в нём. Значит, заряд ядра тоже равен порядковому номеру элемента.

Атом — электронейтральная частица, поэтому число электронов в нём равно числу протонов.

Обрати внимание!

Порядковый номер элемента \(=\) заряд ядра атома \(=\) число протонов в ядре \(=\) число электронов  в атоме.

Водород — элемент № \(1\). Заряд ядра его атома равен \(+1\). В ядре находится один протон, а в электронной оболочке — один электрон.

Углерод — элемент № \(6\). Заряд ядра его атома равен \(+6\), в нём — \(6\) протонов. В атоме содержится \(6\) электронов с общим зарядом \(–\)\(6\).

Обрати внимание!

Заряд ядра — главная характеристика атома.

Изучение строения атомных ядер привело к уточнению формулировки периодического закона. Современная формулировка звучит следующим образом:

cвойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от величин зарядов ядер их атомов.

Электрон и протон. В чем между ними разница?

Электроны и протоны — два основных компонента атома из трех. Ключевое различие между электроном и протоном состоит в том, что электрон — это заряженная частица с отрицательной полярностью. Напротив, протон — это заряженная частица, имеющая положительный заряд. И электрон, и протон являются фундаментальными компонентами атомной структуры и имеют собственное значение.

Что такое атом?

Мы знаем, что атом считается самой маленькой частицей, поскольку это фундаментальная единица, из которой состоит материя. Сам этот атом имеет 3 основные субатомные частицы, которые известны как электрон, протон и нейтрон.

Несколько атомов образуют молекулу, а атомы внутри молекулы связаны химическими связями. Электрический заряд атома поддерживает связь между атомами в молекуле. Среди электрона, протона и нейтрона электроны и протоны заряжены отрицательно и положительно соответственно, а нейтроны — нейтрально заряженные частицы.

Электроны и протоны обладают разными свойствами и находятся в разных местах внутри атома. Следовательно, есть основные различия между электроном и протоном, которые мы и обсудим в этой статье.

Сравнительная таблица

Определение электрона

Электрон — субатомная частица атома, обладающая электрическим зарядом отрицательной полярности. В идеале внутри атома электроны находятся в сферических оболочках и движутся вокруг ядра по орбитальной траектории. А когда к электронам подводится внешняя энергия, они переходят от одного атома к другому.

По сути, энергия, передаваемая электронам, освобождает их от оболочек, таким образом, они становятся мобильными и прикрепляются к ближайшему к нему атому всякий раз, когда в этом конкретном атоме возникает недостаток электрона.

В случае проводников движение электронов является причиной протекания тока. Считается, что электрон имеет единичный электрический заряд, который обычно обозначается буквой e. Заряд электрона измеряется в кулонах и имеет значение около 1,602 · 10^-19 Кл. И все электроны считаются одинаково похожими друг на друга.

Определение протона

Протон — еще одна крупная частица атома с зарядом положительной полярности. Это важный компонент атома, который образует ядро атома с нейтроном. Поскольку ядро атома находится в центре, таким образом, протон, несущий положительный заряд, присутствует в центре атомной
структуры.

Обозначается символом p и имеет положительный заряд, равный по модулю заряду электрона: р = +1,602 · 10^-19 Кл.

Примечательно то, что количество протонов, присутствующих в атоме, обозначает его атомный номер. Протоны и нейтроны, содержащиеся в ядре атома вместе, называют нуклонами. Поскольку электроны и протоны имеют одинаковые по значению заряды, но противоположной полярности, то между ними, внутри атома, существует сила притяжения.

По этой причине электроны ограничены и движутся по орбитальному пути. У атома одинаковое количество электронов и протонов, поэтому положительный и отрицательный заряды аннулируются, что делает атом электрически нейтральным.

Ключевые различия между электроном и протоном

• Электрон — это отрицательно заряженный компонент атома, тогда как протон — положительно заряженный компонент.
• Электроны находятся вне ядра в орбитальных оболочках. Протоны вместе с нейтронами образуют ядро атома и находятся в центре атомных ядер.
• Электроны очень подвижны, поскольку они присутствуют в орбитах атомов и могут легко их покидать при подаче внешней энергии. Однако, поскольку протон присутствует в ядре атома, он не подвижен и не может покидать ядро, в отличии от электрона, который находится на орбите.
• Полярность электронов отрицательна, а протона положительна.
• Масса протона в 2000 раз больше массы электрона. Как правило, масса электрона составляет 9,1 · 10^-31 кг, а масса протона — 1,67 · 10^-27 кг.
• «Добавление и удаление» электронов в атом происходит довольно легко при подаче внешней энергии из-за того, что они находятся на орбитах, а не в ядре. Добавление и удаление протонов — задача не из легких и требует большого количества энергии.

Вывод

Таким образом, можем сделать вывод, что электроны, протоны и нейтроны составляют атом. Сила притяжения между разнополярными зарядами, электронов и протонов, связывает субатомные частицы внутри самого атома, “без участия нейтрально заряженных нейтронов”.

Атомы. Состав и строение атомов: протоны, нейтроны и электроны

Атом — это мельчайшая химически неделимая частица вещества, а также наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Химически неделимая означает, что атом в ходе химических реакций не делится на более мелкие части.

Атомы очень маленькие частицы, их размер находится в диапазоне от одного до пяти ангстрем (обозначается — Å.). Один ангстрем — это 10^–10 метра.

Состав и строение атомов

Атомы состоят из ещё более мелких частиц.

В центре любого атома находится положительно заряженное ядро. В пространстве вокруг ядра находятся отрицательно заряженные частицы — электроны, которые образуют так называемое электронное облако. Таким образом, атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающего его отрицательно заряженного электронного облака.

Пример. Атом гелия состоит из ядра, в котором находятся два протона и два нейтрона, и двух электронов:

Ядро атома — это центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса и весь положительный электрический заряд. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

Протон — это частица, которая имеет положительный электрический заряд. Заряд протона в условных единицах равен +1. Символ протона — p⁺.

Нейтрон — это частица, не имеющая электрического заряда. Заряд нейтрона равен 0. Символ нейтрона — n⁰.

Протоны и нейтроны имеют общее название — нуклоны.

Ядра атомов имеют положительный заряд, так как состоят из протонов с положительным зарядом и нейтронов. По величине заряд равен количеству протонов в ядре и совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе.

Электрон — это частица, которая имеет отрицательный электрический заряд. Заряд электрона в условных единицах равен -1. Символ электрона — e .

Протоны, нейтроны и электроны имеют общее название — элементарные частицы или субатомные частицы.

Заряд протона и электрона одинаковы по величине, но противоположны по знаку. Любой атом содержит равное число протонов и электронов, значит заряд ядра и суммарный заряд всех электронов атома одинаковы по величине, но противоположны по знаку. Следовательно, атомы являются электронейтральными частицами.

НАЧАЛА ФИЗИКИ

Слева вверху от символа химического элемента указывается суммарное число протонов и нейтронов в ядре этого атома (массовое число). Например, символ

обозначает атом урана, содержащий 92 электрона и 238 протонов и нейтронов в ядре, из которых 92 протона и 146 = 238 — 92 нейтронов. Аналогично символ обозначает атом железа, в котором содержатся 26 электронов (или протонов в его ядре) и 30 = 56 — 26 нейтронов в ядре. Так же обозначают ядра этих элементов: — ядро атома урана, содержащее 92 протона и 146 нейтронов, — ядро атома железа, содержащее 26 протонов и 30 нейтронов.

Существуют атомы, которые имеют одинаковое количество протонов и электронов, но разное количество нейтронов. Поскольку у них одинаковое число электронов, то эти атомы обладают одинаковыми химическими свойствами и потому относятся к одному и тому же химическому элементу, но у них разная масса и разные свойства ядер. Такие атомы (и их ядра тоже) называются изотопами одного и того же элемента. Например, изотопами свинца являются атомы , , , , в состав которых входят соответственно 124, 125, 126 и 127 нейтронов. Отметим, что число протонов в ядре, которое, как правило, обозначают буквой Z, принято называть зарядовым, а суммарное количество нейтронов и протонов — массовым числом, которое обозначают буквой A. Число нейтронов обозначают буквой N, но специального называния это число не имеет. Рассмотрим несколько примеров.

Пример 36.5. Сколько α— и β-распадов должно произойти, чтобы ядро превратилось в стабильный изотоп свинца ?

Решение. При α-распаде заряд ядра уменьшается на две, а массовое число — на четыре единицы. При β-распаде заряд ядра увеличивается на одну единицу (за счет испускания электрона), а массовое число не меняется. Поэтому при превращении урана в свинец должно произойти (238 206)/4 α-распадов, во время которых заряд ядра уменьшается на 16 единиц, и 6 β-распадов, чтобы общее уменьшение заряда ядра стало равно (92 — 82) = 10.

Что такое электрический ток? — RozetkaOnline.COM

Чтобы понять, что же такое электрический ток, необходимо иметь представление о строении атома. Атом – (с древне греческого — неделимый) – это наименьшая составная часть любого химического элемента, которая является носителем его свойств. Атомы настолько малы, что до недавнего времени их нельзя было увидеть ни в один в микроскоп. Лишь в 2010г. Японские ученые объявили о том, что им удалось осуществить непосредственное наблюдение атомов водорода, с помощью электронного микроскопа ARABF-STEM.

До этого, для описания строения атомов использовалась теоретическая модель. Согласно которой, атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Эти отдельные элементы удерживаются как механическими так и электрическими силами.

Протон – заряжен положительно и имеет массу около 1.67262178 × 10^-27 Кг.

Нейтрон – не имеет заряда, масса его равна примерно 1,6749543 × 10^–27 Кг.

Электрон – заряжен отрицательно, его масса около 9.10938291 × 10^-31 Кг.

При этом протоны и нейтроны образуют ядро атома, а электроны, в виде облака, с большой скоростью вращаются вокруг него. Так как разноименные заряды притягиваются — отрицательно заряженные электроны, притягиваются к положительно заряженным протонам и лишь высокая скорость вращения мешает электронам упасть на притягивающее их ядро. Можно провести аналогию с нашей солнечной системой, где солнце – это ядро атома, а планеты вращающиеся вокруг нее – электроны.

Число электронов, которые как мы знаем заряжены отрицательно, равняется числу протонов, заряженных положительно, тем самым они уравновешивают друг друга и атом в целом остается нейтральным.

Количество протонов у различных химических элементов определяется согласно порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева. Так под порядковым номером «1», в таблице находится водород, атом которого содержит соответственно всего один протон.

Так как в электротехнике мы, чаще всего, имеем дело с металлическими проводниками электрического тока, давайте рассмотрим структуру атома меди, т.к. именно из нее выполнено большая часть проводов, использующихся в электропроводке квартир.

Медь «Cu» – в периодической системе Д.И. Менделеева имеет порядковый номер 29, а значит его ядро состоит из 29 протонов, а на орбите находится 29 электронов, при чем у меди четыре разных орбиты.

Структура расположения атомов меди упорядоченная (показана на изображении ниже).

Атомы находятся довольно близко друг к другу. Из-за этого, электроны с внешних орбит, довольно слабо связанные со своим ядром, попадая под действие притяжения соседних ядер, перемещаются и двигаются хаотично. Такие электроны еще называются «свободные электроны». На изображении ниже, показана схема взаимодействия атомов лития и появления свободных электронов.

Все изменяется, когда на металл начинает действовать электрическое поле, которое распространяется внутри проводника со скоростью света.

Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле, которое с некоторой силой действует на электрические заряды. Свободные электроны при этом, двигаются, как и прежде, беспорядочно, но уже по направлению действия электрического поля. Вот это движение заряженных частиц (в металлах это электроны) и называется электрическим током.

Нужно отметить, что движение свободных электронов, под действием электрического поля, очень медленное, почему же тогда стоит нам нажать клавишу выключателя и свет практически мгновенно загорается? Об этом и многом другом поговорим в следующей статье «Электроны в электрической цепи».

Протоны, нейтроны, электроны и атомы

    Масса нейтрона равна 1,008665 а.е.м., а масса протона и электрона в электронном облаке, нейтрализующего заряд протона, равна 1,007825 а. е. м. (В таблицах обычно приводятся массы нейтральных атомов, а не массы их ядер. ) Указанный изотоп ртути имеет 80 протонов и 200 — 80 = 120 нейтронов. Суммарная масса всех элементарных частиц, из которых состоит этот атом, должна быть  [c.407]








    Основные характеристики элементарных частиц, образующих атом,— протона, нейтрона и электрона — приведены в таблице 1. [c.7]

    Атомные массы отдельных изотопов несколько отступают от целых чисел. Это объясняется выделением огромной энергии при образовании атомных ядер из протонов и нейтронов, что согласно уравнению (196) сопровождается изменением массы. Разность между атомной массой изотопа и суммой масс элементарных частиц, образующих его атом (протонов, нейтронов, электронов), называется дефектом массы и является мерой энергии, выделившейся при образовании сложного атома из элементарных частиц. [c.708]

    Сколько протонов, нейтронов и электронов содержится в атоме серы-32 Как записать атомный символ этого изотопа, указав верхний и нижний индексы Во что превратился бы этот атом, если бы из его ядра был удален один нейтрон, и как это должно было повлиять на число имеющихся электронов Что случилось бы, если вместо этого из ядра был удален один протон и как это повлияло бы на число имеющихся у атома электронов  [c. 58]

    Современная химия установила, что и атом не предел делимости. Атом сам состоит из еще более простых частиц. Эти элементарные частицы названы протонами, нейтронами, электронами. Протоны и нейтроны составляют ядро атома, а вокруг ядра вращаются электроны. Например, атом водорода состоит из одного протона, вокруг которого двигается один электрон. Атом второго элемента из периодической системы элементов Д. И. Менделеева — гелия, сложнее, атом его состоит из 2 протонов, из 2 нейтронов и из 2 электронов. Атом углерода еще сложней. Ядро его состоит из 6 протонов,, из 6 нейтронов, вокруг ядра двигается 6 электронов. Последний элемент таблицы уран имеет очень сложное строение. Ядро его состоит из 92 протонов, 146 нейтронов и двигающихся вокруг ядра 92 электронов. [c.12]

    Электрон сокращенно обозначается в , позитрон — е+, нейтрон — ап а протон — р. Например, атом гелия сокращенно обозначают гНе , где нижняя цифра — величина заряда ядра (число протонов в ядре), верхняя — масса атома.  [c.41]

    Необходимо отметить, что схема, согласно которой атом образуется из элементарных частиц только трех типов, является упрощенной. Однако при рассмотрении структуры химической организации материи такое упрощение вполне оправданно — свойства атома и характер его взаимодействия с другими атомами можно однозначно объяснить только тремя параметрами числом протонов, нейтронов и электронов, содержащихся в нем. [c.6]

    Полная масса атома называется его атомной массой и приблизительно равна сумме масс всех протонов, нейтронов и электронов, входящих в состав атома. Когда из протонов, нейтронов и электронов образуется атом, часть их массы превращается в энергию, которая выделяется в окружающую среду. (Этот дефект массы и есть источник энергии в реакциях ядерного синтеза). Поскольку атом невозможно разделить на составляющие его элементарные частицы, не подводя к нему извне энергию, которая эквивалентна исчезнувшей массе, эта энергия называется энергией связи атомного ядра.  [c.18]

    На этом пути, идя снизу вверх, я выхожу и на систематизацию видов атомов (химических элементов), следуя генеалогической родословной материи. Такое переворачивание вектора познания влечет за собой и переворачивание дефиниций некоторых естественнонаучных понятий. Раньше атом определялся как «частица вещества микроскопических размеров (микрочастица), наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойства». В новом подходе «атом — это частица вещества, качественная определенность которой характеризуется определенным числом протонов и нейтронов в ядре и определенным числом электронов (равным числу протонов) в электронной оболочке». [c.83]

    Наличие у материальных частиц волновых свойств было подтверждено экспериментально. В 1927 г. американские физики Дэвиссон и Джермер и англичанин Томсон с помощью пучка электронов получили дифракционную картину, подобную той, что была известна с 1912 г. для рентгеновских лучей. Позднее появились экспериментальные доказательства наличия волновых свойств у таких материальных объектов, как протон, нейтрон, атом гелия, молекула водорода. Таким образом, было доказано, что описание поведения микрообъектов должно обязательно учитывать их волновые свойства. [c.162]

    Все химические вещества состоят из частиц, классификация которых в химии (и физике ) достаточно сложна химические превращения связывают прежде всего с такими частицами, как атом, молекула, ядро, электрон, протон, нейтрон, атомные и молекулярные ионы, радикалы. Принято считать, что атом — это наименьшая химическая частица вещества, хотя, как мы знаем, каждый атом состоит из так называемых элементарных частиц. В следующем разделе будет показано, что свойства атома и характер его взаимодействия с другими атомами доста- [c.5]

    Рассмотрим основные свойства образующих атом частиц — электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны (нуклоны) образуют атомное ядро. Масса одного протона составляет 1,673-10 г. Нейтрон близок по массе протону. Электрон приблизительно в 1820 раз легче протона (нейтрона), масса электрона 9,108-10 г. Таким образом, основная масса атома сосредоточена в атомном ядре. Поскольку оперировать со столь малыми величинами масс не всегда удобно, массы атомных ядер, атомов, молекул чаще всего выражают не в граммах, а в специальных атомных единицах массы (а. е. м.). За атомную единицу массы принята углеродная единица, т. е. /12 массы атома основного изотопа углерода, ядро которого образовано из шести протонов и шести нейтронов 1 а. е. м.= ], 66057-кг. [c.22]

    Рассмотрим строение атома какого-нибудь элемента, например натрия, с позиций протонно-нейтронной теории. Порядковый номер натрия в периодической системе 11, массовое число 23. В соответствии с порядковым номером заряд ядра натрия равен 11+. Следовательно, в атоме натрия имеется И электронов, сумма зарядов которых равна положительному заряду ядра. Если атом натрия потеряет один электрон, то положительный заряд ядра будет на единицу больше суммы отрицательных зарядов электронов (10), и атом натрия станет ионом с зарядом 1+. Заряд ядра атома равен сумме зарядов 11 протонов, находящихся в ядре, масса [c.41]

    Атом-это наименьшая химическая частица вещества. При разрушении атом распад , ется на более мелкие ( элементарные ) физические частицы, из которых и построены любые атомы, но число пих частиц у разных атомов различное. Физические частицы — это электрон е», протон р и нейтрон. Любой атом — электронейтральная химическая частица его ядро включает некоторое число протонов и нейтронов (заряжено положительно), а на периферии атома- в электронной оболочке находится некоторое число электронов, обязательно равное числу протонов в ядре. Так, разные агомы могут содержать  [c.8]

    Изучение строения вещества приводит к открытию все более тонких деталей его структуры, постепенно углубляет и расширяет наши знания о нем. Такие частицы, как электрон, протон, нейтрон, которые несколько десятилетий назад принято было считать элементарными (простейшими), оказались сложными и делимыми. Подтвердилось гениальное предвидение В. И. Ленина, писавшего в 1908 г., что электрон так же неисчерпаем, как атом. [c.21]

    Частицы, которые могут находиться в элементарной ячейке только по одной. К ним применен принцип Паули. Это частицы с полуцелым суммарным спином электроны, протоны, нейтроны. Из сложных частиц можно привести в качестве примера атом азота, который состоит из 14 нуклонов и 7 электронов. [c.214]

    Известно (разд. 1.1), что атомы состоят из нейтронов, протонов и электронов. Химический элемент построен из атомов, имеющих одинаковое число протонов атом, состоящий из электрона и протона, соответствует химическому элементу водороду независимо от числа нейтронов, входящих в состав водорода. Атом, содержащий шесть протонов и шесть нейтронов, соответствует химическому элементу углероду. Если вещество образовано одинаковыми атомами, то оно называется простым веществом газ, образованный молекулами водорода Нг, одноатомный неон N6, металлический натрий — все это простые вещества.  [c.90]

    Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Носителем положительного заряда ядра являются протоны. Их число определяет величину аряда ядра, и следовательно, атомный (порядковый) номер химического элемента. Основные характеристики частиц, образующих атом — протона, нейтрона и электрона, приведены в табл. 1. Масса электрона почти в 1840 раз меньше массы протона и нейтрона. Поэтому масса атома практически равна массе ядра — сумме масс нуклонов (протонов и нейтронов). [c.6]

    Захватом называется ядерная реакция, при которой /С-электрон, первоначально находящийся в атоме, но за пределами его ядра, поглощается (захватывается) ядром. Запишите уравнение этого процесса, основываясь на нейтронно-протонной теории. Какой атом образуется прп /С-захвате, происходящем в изотопе Т  [c.86]

    Все химические вещества состоят из частиц, классификация которых в химии (и физике ) достаточно сложна химические превращения связывают прежде всего с такими частицами, как атом, молекула, ядро, электрон, протон, нейтрон, атомные и молекулярные ионы,радикалы.  [c.4]

    Многие химические и физические процессы могут быть объяснены с помощью простых моделей строения атома, предложенных Резерфордом, Бором и другими учеными. Каждая из таких моделей, чем-то отличаясь, тем не менее предполагает, что каждый атом состоит из трех видов субатомных частиц протонов, нейтронов и электронов. Это далеко не полная картина, но для наших целей этого пока достаточно. Протоны и нейтроны образуют ядро атомов. Ядро намного тяжелее электронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома, но ядро занимает лишь ничтожную часть объема. Электроны движутся (часто говорят вращаются ) вблизи ядра по определенным законам. Ядро может быть описано всего лишь двумя числами — порядковым номером атома в периодической системе элементов (его называют атомным номером и обозначают символом ) и массовым числом символ А). [c.15]

    Ч-электрон), за тщ следует D-атом (протон + нейтрон + электрон) и Т-атом (протон + 2 нейтрона + электрон). Далее идет атом Пе (2 протона + 2 нейтрона + 2 электрона) и т. д. Благодаря обменным взаимодействиям, происходящим при обркзовании ядра атома (комбинация протонов и нейтронов), выделяющаяся при этом энергия очень велика. Соответственно для разрушения ядра необходимо затратить такое же количество энергии. Например, для расщепления ядра дейтерия на протон и нейтрон нужно сообщить ядру энергию, равную 2,14 10 кДж- моль Ч При химических реакциях такое количество энергии никогда не выделяется, вследствие чего атомные ядра в химических превращениях выступают как неизменяющаяся комбинация протонов и нейтронов. Напротив, при объединении протона с электроном в атом водорода выделяется всего лишь 1310 кДж моль- . Такая же энергия необходима и для расщепления атома водорода на протон и электрон потенциал ионизации), причем эта величина имеет тот же порядок, что и количество энергии, выделяющееся в результате химических реакций. То же самое можно сказать и о величине энергии, необходимой для взаимодействия атома водорода с электроном, равной 72 кДж-моль срод- [c. 50]

    Примером процесса с первоначальным упорядоченным распределением компонентов А я В служит процесс отжига радиационных дефектов. При бомбардировке электронами, протонами, нейтронами, а-частицами и т. д. атомы решетки смешаются из своих нормальных положений в междоузлия, в результате каждой вакансии в узле решетки соответствует атом, занимающий междоузлие. После бомбардировки при низких температурах вещество нагревают, чтобы диффузия проходила с такой скоростью, которая позволила бы наблюдать процесс рекомбинации междоузлий с вакансиями. Некоторая упорядоченность первоначального распределения объясняется тем, что в положениях каждого из компонентов в парах вакансия —междоузлие имеется значительная корреляция вследствие того, что при бомбардировке междоузельные атомы недалеко удаляются от своих вакантных узлов. Эта упорядоченность приводит к большей вероятности того, что атом в междоузлии рекомбинирует при отжиге с вакансией, находящейся именно в том узле решетки, откуда он вышел. Например, опыты на германии показали, что примерно на 70% процесс отжига протекает за счет упорядоченных пар вакансия —междоузельный атом. [c.120]

    К уменьшению заряда ядра на единицу при сохранении массового числа атома приводит не только Р+-распад, но и электронный захват, при котором один из электронов ато.мной электронной оболочки захватывается ядром взаимодействие этого электрона с одним пз содержащихся в ядре протонов приводит к образованию нейтрона  [c.108]

    Атомы. Последним известным в настоящее время пределом делимости вещества являются элементарные частицы — протоны, нейтроны и др. За последние десятилетия благодаря появлению мощных ускорителей и тщательному исследованию состава космических лучей стало известно около 200 элементарных частиц. Теперь ставится вопрос об их (строении в связи с этим вместо термина элементарные частицы иногда пользуются выражением фундаментальные частицы . Атомами называются наиболее простые электрически нейтральные системы, состоящие из элементарных частиц. Более сложные системы — молекулы— состоят из нескольких атомов. Химикам приходится иметь дело с атомами, образующим вещества, — атомами химических элементов они представляют наименьшие частицы химических элементов, являющиеся носителями их химических свойств. Атом химического элемента состоит з положительного ядра, содержащего протоны и нейтроны, и движущихся вокруг ядра электронов . Многие из этих атомов устойчивы, они могут существовать сколь угодно долго. Известно также больщое число радиоактивных атомов, которые спустя некоторое время превращаются в другие атомы в результате изменений, происходящих в ядре. [c.5]

    Структура нейтрона и атомного ядра. Когда открыли нейтрон, то считали его комбинацией электрона и протона в одной частице в этом случае он должен был бы иметь массу меньше массы водородного атома на величину энергии связи протона и электрона внутри нейтрона. Масса последнего, однако, или равна или больше массы водородного атома. Согласно современной квантовой механике атом водорода является, кроме того, единственной возможной комбинацией протона и электрона, поэтому теперь общепринято считать нейтрон индивидуальной и основной частицей, не состоящей из других известных единиц.  [c.13]

    Углерод в периодической системе Д. И. Менделеева расположен в четвертой группе. Его порядковый номер равен 6, а атомная масса 12,011. Ядро атома состоит из шести протонов и шести нейтронов. Нейтральный атом углерода содержит шесть электронов. [c.5]

    Атомы и молекулы являются сложными динамическими образованиями. Каждый атом состоит из ядра ( 10-13 см), в котором сосредоточена почти вся его масса, и из электронной оболочки (- 10 см), окружающей ядро. Составные части атомных ядер (нуклоны) — протоны и нейтроны — имеют примерно одинаковую массу, превосходящую массу электрона в 1840 раз. Протоны и электроны имеют электрические заряды, равные по величине, но противоположные по знаку (протоны имеют положительный заряд, электроны — отрицательный), нейтроны не имеют электрического заряда. Помимо массы и электрического заряда протоны, нейтроны и электроны имеют собственные моменты количества движения, называемые их спинами, которые равны по вели- [c. 191]

    Атомы состоят из определенного числа протонов, нейтронов и электронов (атомы водорода обычно не содержат нейтронов). Специальные обозначения показывают количество частиц каждого типа в атоме. Так, Н обозначают атом водорода с атомным номером [c.29]

    Строение атома и валентность. Как известно, атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного электронной оболочкой с отрицательным зарядом. Первоначально предполагали, что атом можно представить себе в виде миниатюрной солнечной системы, в которой ядро играет роль солнца, а вокруг него движутся планеты — электроны. Однако вскоре выяснилось, что законы кв1антовой механики, действующие в микромире — мире элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов и др.) — существенно отличаются от привычных обычных физических законов. [c.19]

    Электронная оболочка атома. Благодаря успехам химии и физики в настоящее время знают, что химические явления связаны с процессами, происходящими в электронной оболочке атомов. Электронное строение атомов должно быть известно из курсов физики и неорганической химии здесь мы лишь кратко на- -помним о нем. Как известно, атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного электронной оболочкой с отрицательным зарядом. Первоначально предполагали, что атом можно представить себе в виде миниатюрной солнечной системы, в которой ядро играет роль солнца, а вокруг него движутся планеты — электроны. Однако вскоре выяснилось, что законы квантовой механики, действующие в мире элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов и др.), сущестьенно отличаются от привычных обычных физических законов. [c.25]

    Атом состоит из положительно заряженного ядра, которое окружено таким числом отрицательно заряженных электронов, что в целом атом оказывается электрически нейтральным. Ядро в свою очередь состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов масса каждой из этих частиц пpибJ изитeльнo равна 1 а.е.м. Масса электрона приблизительно равна 1/1836 части массы протона заряд электрона равен по величине, но противоположен по знаку заряду протона. Суммарное число протонов в ядре (и электронов в нейтральном атоме) называется атомным номером 2. Суммарное число протонов и нейтронов в атоме называется [c.51]

    В зависимости от того, является ли спин частицы целым или полу-целым, частицы делятся на два класса частицы с целым или нулевым спином носят название частиц Бозе или бозонов частицы с полуцелым спином носят название частиц Ферми или фермионов. К бозонам из элементарных частиц относятся фотон (з 1), я- и К-мезоны (я 0). Большинство элементарных частиц (электроны, протоны, нейтроны, позитроны и др.) имеет спин 5 = 1/2 является фермиоиами. Принадлежность сложной частицы к тому или другому классу определяется ее суммарным спином. Если сложная частица составлена из четного числа фермионов (Н, Нг, Не), она является бозоном сложная частица является фермионом, если суммарное число фермионов в ней нечетное (атом дейтерия, молекула НО). [c.158]

    В литературе еще встречается смешивание понятий нуклид и изотоп, хотя в 1950 г. было принято международное соглашение, по которому к изотопам следует относить различные виды атомов (точнее, ядер) талько одного элемента (2 — сопз ), а различные не только по числу нейтронов, но также по числу протонов и электронов ядра и атомы следует называть нуклидами. Например, атом углерода с 12 нуклонами в ядре, атом кобальта с 59 нуклонами и атом урана в 235 нуклонами — это нуклиды, т. е) конкретные виды атомов различных элементов, а три разных атома углерода с 12. 13 и 14 нуклоиами в их ядрах — это изотопы (изотопные нуклиды) лемента углерод. Таким образом, нуклид—это более широкое понятие, чем изотоп, так как каждый изотоп есть нуклид, но только нуклиды одного элемента являются изотопами. [c.81]

    О составе атомных ядер и энергии их образования. Изучение явления радиоактивности первоначально привело к предположению, что ядра различных атомов построены из протонов и электронов. Эта гипотеза долгое время была общепризнанной. Однако последующее изучение ядерных реакций, открытие нейтронов Чедвиком и выявившаяся возможность выделения нейтронов из любых атомных ядер (кроме протона) привели к отказу от ранее принятой гипотезы. Д. Д. Иваненко и Е.Н. Га-пон (1932) и Гейзенберг (в том же году) высказали и обосновали положение, что атомные ядра состоят 8 88 90 92 9 из протонов и нейтронов, и предложили протонно-нейтронную теорию Рис. 8. Энергетические уровни 5/ атомных ядер и 6 -подуровией электронов в ато- [c.51]

    Ядро атома В. содержит только один протон. Ядра дейтерия и трития вк.пючают, кроме того, один и два нейтрона соответственно. Атом В. имеет один электрон энергия ионизации Н° — Н+, 13,595 эв. Сродство к электрону Н° — Н 0,78 эв. Основное электронное состояние (см. Атом) отвечает нахождению. электрона на низшем энергетич. уровне, соответствующем значению квантовых чисел га = 1, 1 = 0, т = Q. Магнитный момент атома В. в основном состоянии равен одному боровскому магнетону, т. о. 9,23-10 «1 GSM. Квантовая механика позволяет рассчитать все возможные энергетич. уровни ато.ма В., а следовательно дать полную интерпретацию атомного спектра. Рассчитано также распредс.ленне вероятностен нахожден яя электрона по различным направлениям от ядра и на различных расстояниях от него. Атом В. используется в качестве модельного [c.310]

    Атом каждого химического элемента состоит из ядра и элеК тронов, а ядро, в свою очередь, — из протонов и нейтронов. Протон— элементарная частица, тождественная атому водорода, по-терявщему электрон. Заряды протона и электрона равны по величине и противоположны по знаку. Нейтрон — нейтральная элементарная частица чуть тяжелее протона. [c.135]

    Изотопы, атом, молекула. Природный К. состоит из смеси 3 стабильных изотопов О (99,759%), О (0,037%) и 0 (0,204%). Кроме того, искусственно получены три радиоактивных изотопа К. О (Т , = = 76,5 сек), 0 (Г1 = 2,1 мин) и 0 (Г /» = = 29,5 сек). Ядра изотонов К. состоят из 8 протонов и соответственно для О , 01 , Oi , 0 и 0 из 6, 7, 8, 9, 10 и 11 нейтронов. Электронная оболочка атома К. состоит из 2 внутренних и 6 внешних электронов и выражается фор.мулой Is 2s 2р 2ру 2р. (см. Атом). Два непарных электрона обусловливают [c.286]

    По ядерной модели наиболее просто устроен атом водорода. Его ядро несет один э чементарный положительный заряд и в поле ядра движется один электрон. Ядро атома водорода называют протоном. В любом процессе протоны и электроны участвуют как неделимое целое, поэтому они причисляются к элементарным частицам. Существует ряд других элементарных частиц. К ним относится нейтрон, имеющий почти такую же массу, как и протон, но не несущий электрического заряда. Нейтроны вместе с протонами входят в состав сложных атомных ядер. Так, ядро атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, следовательно, оно несет два полол ительных заряда и массу почти в четыре раза большую, чем масса протона. Третий по сложности — атом лития имеет [c.66]

Информаторий — ФЭО

Структура материи

В нашем мире все состоит из атомов. Они являются основными строительными блоками таких элементов, как водород, углерод, кислород, железо и свинец. Каждый атом содержит центральное крошечное положительно заряженное ядро и несколько электронов.  Электроны обладают отрицательным электрическим зарядом и движутся вокруг ядра по облакам или как их называют — оболочкам, у которых слабо определенны границы. Ядро обычно в 10 000 раз меньше, чем электронные облака, а сами электроны еще меньше ядер. Это означает, что атом в основном пустой. Ядро атома содержит протоны, которые несут положительный заряд, равный отрицательному заряду электрона, и нейтроны, которые не несут никакого заряда. Каждый атом содержит одинаковое число протонов и электронов и, следовательно, электрически нейтрален. Атомы одного или разных элементов могут объединяться в более крупные, незаряженные структуры, называемые молекулы. Например, два атома кислорода образуют одну молекулу кислорода, а два атома водорода в сочетании с одним атомом кислорода образуют одну молекулу воды. Число протонов в ядре называется атомным номером и является уникальной характеристикой атома. Например, атомный номер углерода — 6, а свинца — 82. Протоны и нейтроны имеют одинаковую массу, и намного тяжелее, чем электроны. Большая часть массы в атоме сосредоточена в ядре. Общее количество протонов и нейтронов называется массовым числом. Как правило, для обозначения элемента  используется его имя вместе с массовым числом. Так углеродом-12 является нуклид с шестью протонами и шестью нейтронами. Свинцом-208 является нуклид с 82 протонами и 126 нейтронами. Элементы, которые имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов, называются изотопами этого элемента. Водород, например, имеет три изотопа: водород-1 (водорода с ядром состоящим только из одного протона), водород-2 — дейтерий (один протон и один нейтрон), и водород-3 -тритий (один протон и два нейтрона). Железо имеет десять изотопов: 26 протонов и от 26 до 35 нейтронов в ядре.

2.1 Электроны, протоны, нейтроны и атомы — Физическая геология

Вся материя, включая минеральные кристаллы, состоит из атомов, и все атомы состоят из трех основных частиц: протонов, , нейтронов, и электронов, . Как показано в Таблице 2.1, протоны заряжены положительно, нейтроны не заряжены, а электроны заряжены отрицательно. Отрицательный заряд одного электрона уравновешивает положительный заряд одного протона. И протоны, и нейтроны имеют массу 1, а электроны почти не имеют массы.

Элемент водород состоит из простейших атомов, каждый из которых состоит только из одного протона и одного электрона.Протон образует ядро, а электрон вращается вокруг него. У всех других элементов в ядре есть нейтроны, а также протоны, такие как гелий, как показано на рис. 2.2. Положительно заряженные протоны имеют тенденцию отталкиваться друг от друга, а нейтроны помогают удерживать ядро ​​вместе. Число протонов — это атомный номер , а число протонов плюс нейтроны — это атомная масса . Для водорода атомная масса равна 1, потому что есть один протон и нет нейтронов.Для гелия это 4: два протона и два нейтрона.

Для большинства из 16 легчайших элементов (до кислорода) количество нейтронов равно количеству протонов. Для большинства остальных элементов нейтронов больше, чем протонов, потому что дополнительные нейтроны необходимы, чтобы удерживать ядро ​​вместе, преодолевая взаимное отталкивание растущего числа протонов, сосредоточенных в очень маленьком пространстве. Например, в кремнии 14 протонов и 14 нейтронов. Его атомный номер 14, а атомная масса 28.Самый распространенный изотоп урана состоит из 92 протонов и 146 нейтронов. Его атомный номер 92, а атомная масса 238 (92 + 146).

Рисунок 2.2 Изображение атома гелия.

Точка посередине — это ядро, а окружающее облако обозначает, где два электрона могут быть в любой момент. Чем темнее оттенок, тем больше вероятность того, что там будет электрон. Ангстрем (Å) составляет 10 ^-10 м. Фемтометр (фм) 10 ^-15 м. Другими словами, электронное облако атома гелия примерно в 100 000 раз больше его ядра.

Электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, расположены в оболочках, также известных как «энергетические уровни». Первая оболочка может содержать только два электрона, а следующая оболочка может содержать до восьми электронов. Последующие оболочки могут содержать больше электронов, но самая внешняя оболочка любого атома вмещает не более восьми электронов. Электроны в самой внешней оболочке играют важную роль в связи между атомами. Элементы с полной внешней оболочкой инертны в том смысле, что они не вступают в реакцию с другими элементами с образованием соединений.Все они появляются в крайнем правом столбце периодической таблицы: гелий, неон, аргон и т. Д. Для элементов, не имеющих полной внешней оболочки, самые внешние электроны могут взаимодействовать с самыми внешними электронами соседних атомов, создавая химические связи. Конфигурации электронных оболочек 29 из первых 36 элементов перечислены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Конфигурации электронных оболочек некоторых элементов до элемента 36. (Инертные элементы с заполненными внешними оболочками выделены жирным шрифтом.)

			Число электронов в каждой оболочке
Элемент	Условное обозначение	Атомный №	Первая	Второй	Третий	Четвертый
Водород	H	1	1
Гелий	He	2	2
Литий	Li	3	2	1
Бериллий	Be	4	2	2
Бор	B	5	2	3
Углерод	С	6	2	4
Азот	N	7	2	5
Кислород	O	8	2	6
фтор	F	9	2	7
Неон	Ne	10	2	8
Натрий	Na	11	2	8	1
Магний	мг	12	2	8	2
Алюминий	Al	13	2	8	3
Кремний	Si	14	2	8	4
фосфор	P	15	2	8	5
сера	S	16	2	8	6
Хлор	Класс	17	2	8	7
Аргон	Ар	18	2	8	8
Калий	К	19	2	8	8	1
Кальций	Ca	20	2	8	8	2
Скандий	SC	21	2	8	9	2
Титан	Ti	22	2	8	10	2
Ванадий	В	23	2	8	11	2
Хром	Cr	24	2	8	13	1
Марганец	Мн	25	2	8	13	2
Утюг	Fe	26	2	8	14	2
.	.	.	.	.	.	.
Селен	SE	34	2	8	18	6
Бром	руб.	35	2	8	18	7
Криптон	Кр	36	2	8	18	8

Атрибуции

Рисунок 2.2
Атом гелия от Yzmo находится под CC-BY-SA-3.0

Структура атома

Обзор атомной структуры

Атомы состоят из частиц, называемых протонами, нейтронами и электронами, которые отвечают за массу и заряд атомов.

Цели обучения

Обсудить электронные и структурные свойства атома

Основные выводы

Ключевые моменты

• Атом состоит из двух областей: ядра, которое находится в центре атома и содержит протоны и нейтроны, и внешней области атома, которая удерживает свои электроны на орбите вокруг ядра.
• Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, около 1,67 × 10-24 грамма, которую ученые определяют как одну атомную единицу массы (а.е.м.) или один Дальтон.
• Каждый электрон имеет отрицательный заряд (-1), равный положительному заряду протона (+1).
• Нейтроны — это незаряженные частицы, находящиеся в ядре.

Ключевые термины

• атом : Наименьшее возможное количество вещества, которое все еще сохраняет свою идентичность как химический элемент, состоящее из ядра, окруженного электронами.
• протон : положительно заряженная субатомная частица, составляющая часть ядра атома и определяющая атомный номер элемента. Он весит 1 а.е.м.
• нейтрон : субатомная частица, составляющая часть ядра атома. Это бесплатно. По массе он равен протону или весит 1 а.е.м.

Атом — это наименьшая единица вещества, которая сохраняет все химические свойства элемента. Атомы объединяются в молекулы, которые затем взаимодействуют с образованием твердых тел, газов или жидкостей.Например, вода состоит из атомов водорода и кислорода, которые объединились в молекулы воды. Многие биологические процессы посвящены расщеплению молекул на составляющие их атомы, чтобы из них можно было собрать более полезную молекулу.

Атомные частицы

Атомы состоят из трех основных частиц: протонов, электронов и нейтронов. Ядро (центр) атома содержит протоны (положительно заряженные) и нейтроны (без заряда). Внешние области атома называются электронными оболочками и содержат электроны (отрицательно заряженные).Атомы имеют разные свойства в зависимости от расположения и количества их основных частиц.

Атом водорода (H) содержит только один протон, один электрон и не содержит нейтронов. Это можно определить, используя атомный номер и массовое число элемента (см. Понятие атомных номеров и массовых чисел).

Структура атома : Изображенные здесь элементы, такие как гелий, состоят из атомов. Атомы состоят из протонов и нейтронов, расположенных внутри ядра, а электроны находятся на орбиталях, окружающих ядро.

Атомная масса

Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, примерно 1,67 × 10 ^-24 грамма. Ученые определяют это количество массы как одну атомную единицу массы (а.е.м.) или один дальтон. Протоны схожи по массе, но заряжены положительно, а нейтроны не имеют заряда. Следовательно, количество нейтронов в атоме существенно влияет на его массу, но не на его заряд.

Электроны намного меньше по массе, чем протоны, их вес составляет всего 9 единиц.11 × 10 ^-28 грамма, или примерно 1/1800 атомной единицы массы. Следовательно, они не вносят большой вклад в общую атомную массу элемента. При рассмотрении атомной массы принято игнорировать массу любых электронов и вычислять массу атома, исходя только из числа протонов и нейтронов.

Электроны вносят большой вклад в заряд атома, поскольку каждый электрон имеет отрицательный заряд, равный положительному заряду протона. Ученые определяют эти обвинения как «+1» и «-1».В незаряженном нейтральном атоме количество электронов, вращающихся вокруг ядра, равно количеству протонов внутри ядра. В этих атомах положительный и отрицательный заряды нейтрализуют друг друга, в результате чего получается атом без чистого заряда.

Протоны, нейтроны и электроны : И протоны, и нейтроны имеют массу 1 а.е.м. и находятся в ядре. Однако протоны имеют заряд +1, а нейтроны не заряжены. Электроны имеют массу примерно 0 а.е.м., вращаются вокруг ядра и имеют заряд -1.

Изучение свойств электрона : Сравните поведение электронов с поведением других заряженных частиц, чтобы обнаружить такие свойства электронов, как заряд и масса.

Объем атомов

С учетом размеров протонов, нейтронов и электронов большая часть объема атома — более 99 процентов — фактически является пустым пространством. Несмотря на все это пустое пространство, твердые объекты не проходят сквозь друг друга. Электроны, окружающие все атомы, заряжены отрицательно и заставляют атомы отталкиваться друг от друга, не позволяя атомам занимать одно и то же пространство.Эти межмолекулярные силы не позволяют вам провалиться сквозь такой объект, как стул.

Interactive: создайте атом : создайте атом из протонов, нейтронов и электронов и посмотрите, как изменяются элемент, заряд и масса. Тогда сыграйте в игру, чтобы проверить свои идеи!

Атомный номер и массовое число

Атомный номер — это количество протонов в элементе, а массовое число — это количество протонов плюс количество нейтронов.

Цели обучения

Определите соотношение между массовым числом атома, его атомным номером, его атомной массой и количеством субатомных частиц

Основные выводы

Ключевые моменты

• Нейтральные атомы каждого элемента содержат равное количество протонов и электронов.
• Число протонов определяет атомный номер элемента и используется, чтобы отличить один элемент от другого.
• Число нейтронов варьируется, в результате чего образуются изотопы, которые представляют собой разные формы одного и того же атома, которые различаются только количеством нейтронов, которыми они обладают.
• Вместе количество протонов и количество нейтронов определяют массовое число элемента.
• Поскольку изотопы элемента имеют несколько разные массовые числа, атомная масса рассчитывается путем получения среднего массового числа его изотопов.

Ключевые термины

• массовое число : сумма количества протонов и количества нейтронов в атоме.
• атомный номер : количество протонов в атоме.
• атомная масса : Средняя масса атома с учетом всех его встречающихся в природе изотопов.

Атомный номер

Нейтральные атомы элемента содержат равное количество протонов и электронов. Число протонов определяет атомный номер элемента (Z) и отличает один элемент от другого. Например, атомный номер углерода (Z) равен 6, потому что у него 6 протонов. Количество нейтронов может изменяться для получения изотопов, которые представляют собой атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество нейтронов.Число электронов также может быть различным в атомах одного и того же элемента, в результате чего образуются ионы (заряженные атомы). Например, железо Fe может существовать в нейтральном состоянии или в ионных состояниях +2 и +3.

Массовое число

Массовое число элемента (A) — это сумма количества протонов и количества нейтронов. Небольшой вклад массы электронов не учитывается при вычислении массового числа. Это приближение массы можно использовать, чтобы легко вычислить, сколько нейтронов имеет элемент, просто вычтя количество протонов из массового числа.Протоны и нейтроны весят около одной атомной единицы массы или а.е.м. Изотопы одного и того же элемента будут иметь одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.

Атомный номер, химический символ и массовое число : Углерод имеет атомный номер шесть и два стабильных изотопа с массовыми числами двенадцать и тринадцать соответственно. Его средняя атомная масса 12,11.

Ученые определяют атомную массу, вычисляя среднее значение массовых чисел естественных изотопов.Часто полученное число содержит десятичную дробь. Например, атомная масса хлора (Cl) составляет 35,45 а.е.м., потому что хлор состоит из нескольких изотопов, некоторые (большинство) с атомной массой 35 а.е.м. (17 протонов и 18 нейтронов), а некоторые с атомной массой 37 а.е.м. (17 протонов и 20 нейтронов).

Зная атомный номер (Z) и массовое число (A), вы можете найти количество протонов, нейтронов и электронов в нейтральном атоме. Например, атом лития (Z = 3, A = 7 а.е.м.) содержит три протона (находится из Z), три электрона (поскольку количество протонов равно количеству электронов в атоме) и четыре нейтрона (7 — 3 = 4).

Изотопы

Изотопы — это различные формы элементов, которые имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов.

Цели обучения

Обсудить свойства изотопов и их использование в радиометрическом датировании

Основные выводы

Ключевые моменты

• Изотопы — это атомы одного и того же элемента, содержащие одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов.
• Несмотря на разное количество нейтронов, изотопы одного и того же элемента имеют очень похожие физические свойства.
• Некоторые изотопы нестабильны и подвергаются радиоактивному распаду, чтобы превратиться в другие элементы.
• Предсказуемый период полураспада различных распадающихся изотопов позволяет ученым датировать материал на основе его изотопного состава, например, с помощью датирования углерода-14.

Ключевые термины

• изотоп : Любая из двух или более форм элемента, в которых атомы имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов в их ядрах.
• период полураспада : время, необходимое для того, чтобы половина исходной концентрации изотопа распалась обратно в более стабильную форму.
• радиоактивных изотопов : атом с нестабильным ядром, характеризующийся избыточной доступной энергией, который подвергается радиоактивному распаду и чаще всего создает гамма-лучи, альфа- или бета-частицы.
• радиоуглеродное датирование : Определение возраста объекта путем сравнения отношения обнаруженной в нем концентрации 14C к количеству 14C в атмосфере.

Что такое изотоп?

Изотопы — это различные формы элементов, которые имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов. Некоторые элементы, такие как углерод, калий и уран, содержат несколько изотопов природного происхождения. Изотопы определяются сначала их элементом, а затем суммой присутствующих протонов и нейтронов.

• Углерод-12 (или ¹² C) содержит шесть протонов, шесть нейтронов и шесть электронов; следовательно, он имеет массовое число 12 а.е.м. (шесть протонов и шесть нейтронов).
• Углерод-14 (или ¹⁴ C) содержит шесть протонов, восемь нейтронов и шесть электронов; его атомная масса 14 а.е.м. (шесть протонов и восемь нейтронов).

Хотя масса отдельных изотопов разная, их физические и химические свойства в основном не меняются.

Изотопы действительно различаются по стабильности. Углерод-12 ( ¹² C) — самый распространенный изотоп углерода, составляющий 98,89% углерода на Земле. Углерод-14 ( ¹⁴ C) нестабилен и встречается только в следовых количествах.Нестабильные изотопы чаще всего испускают альфа-частицы (He ²⁺ ) и электроны. Также могут испускаться нейтроны, протоны и позитроны, а электроны могут быть захвачены для достижения более стабильной атомной конфигурации (более низкого уровня потенциальной энергии) посредством процесса, называемого радиоактивным распадом. Созданные новые атомы могут находиться в состоянии высокой энергии и испускать гамма-лучи, которые понижают энергию, но сами по себе не превращают атом в другой изотоп. Эти атомы называются радиоактивными изотопами или радиоизотопами.

Радиоуглеродное датирование

Углерод обычно присутствует в атмосфере в виде газообразных соединений, таких как диоксид углерода и метан. Углерод-14 ( ¹⁴ C) — это радиоизотоп природного происхождения, который создается из атмосферного ¹⁴ N (азота) в результате добавления нейтрона и потери протона, вызванной космическими лучами. Это непрерывный процесс, поэтому в атмосфере всегда образуется больше ¹⁴ C. После производства ¹⁴ C часто соединяется с кислородом атмосферы с образованием диоксида углерода.Образовавшийся таким образом углекислый газ диффундирует в атмосфере, растворяется в океане и попадает в организм растений посредством фотосинтеза. Животные поедают растения, и в конечном итоге радиоуглерод распространяется по биосфере.

В живых организмах относительное количество ¹⁴ C в их теле примерно равно концентрации ¹⁴ C в атмосфере. Когда организм умирает, он больше не поглощает ¹⁴ C, поэтому соотношение между ¹⁴ C и ¹² C будет снижаться, поскольку ¹⁴ C постепенно уменьшится до ¹⁴ N.Этот медленный процесс, который называется бета-распадом, высвобождает энергию за счет испускания электронов из ядра или позитронов.

Примерно через 5730 лет половина исходной концентрации ¹⁴ C будет преобразована обратно в ¹⁴ N. Это называется периодом полураспада, или временем, которое требуется для получения половины исходной концентрации вещества. изотоп, чтобы вернуться в более стабильную форму. Поскольку период полураспада ¹⁴ C длинный, его используют для датирования ранее существовавших объектов, таких как старые кости или дерево.Сравнивая отношение концентрации ¹⁴ C, обнаруженной в объекте, к количеству ¹⁴ C в атмосфере, можно определить количество изотопа, который еще не распался. На основе этого количества можно точно рассчитать возраст материала, если предполагается, что возраст материала составляет менее 50 000 лет. Этот метод называется радиоуглеродным датированием, или сокращенно углеродным датированием.

Применение углеродного датирования : Возраст углеродсодержащих останков менее 50 000 лет, таких как этот карликовый мамонт, можно определить с помощью углеродного датирования.

Другие элементы имеют изотопы с разным периодом полураспада. Например, ⁴⁰ K (калий-40) имеет период полураспада 1,25 миллиарда лет, а ²³⁵ U (уран-235) имеет период полураспада около 700 миллионов лет. Ученые часто используют эти другие радиоактивные элементы для датировки объектов, возраст которых превышает 50 000 лет (предел углеродного датирования). Используя радиометрическое датирование, ученые могут изучать возраст окаменелостей или других останков вымерших организмов.

Что такое атом? | Живая наука

Атомы являются основными единицами материи и определяющей структурой элементов.Термин «атом» происходит от греческого слова «неделимый», потому что когда-то считалось, что атомы — самые маленькие объекты во Вселенной и не могут быть разделены. Теперь мы знаем, что атомы состоят из трех частиц: протонов, нейтронов и электронов, которые состоят из еще более мелких частиц, таких как кварков .

Атомы были созданы после Большого взрыва 13,7 миллиарда лет назад. Когда горячая и плотная новая Вселенная остыла, условия стали подходящими для образования кварков и электронов. Кварки собрались вместе, чтобы сформировать протоны и нейтроны, и эти частицы объединились в ядра. Все это произошло в течение первых нескольких минут существования Вселенной, согласно CERN .

Вселенной потребовалось 380 000 лет, чтобы остыть достаточно, чтобы замедлить электроны, чтобы ядра могли захватить их и сформировать первые атомы. Согласно Jefferson Lab , первыми атомами были в основном атомы водорода и гелий , которые до сих пор являются самыми распространенными элементами во Вселенной.Гравитация в конечном итоге заставила облака газа слиться и образовать звезды, а более тяжелые атомы были (и до сих пор создаются) внутри звезд и разносятся по Вселенной, когда звезда взрывается (сверхновая).

Атомные частицы

Протоны и нейтроны тяжелее электронов и находятся в ядре в центре атома. Электроны чрезвычайно легкие и существуют в облаке, вращающемся вокруг ядра. Электронное облако имеет радиус в 10 000 раз больше, чем ядро, согласно Лос-Аламосской национальной лаборатории .

Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу. Однако один протон примерно в 1835 раз массивнее электрона. Атомы всегда имеют равное количество протонов и электронов, и количество протонов и нейтронов также обычно одинаково. Добавление протона к атому создает новый элемент, а добавление нейтрона создает изотоп или более тяжелую версию этого атома.

Ядро

Ядро было открыто в 1911 году Эрнестом Резерфордом, физиком из Новой Зеландии.В 1920 году Резерфорд предложил название протон для положительно заряженных частиц атома. Он также предположил, что в ядре есть нейтральная частица, что Джеймс Чедвик, британский физик и ученик Резерфорда, смог подтвердить в 1932 году.

Согласно Chemistry, практически вся масса атома находится в его ядре. ЛибреТекст . Протоны и нейтроны, составляющие ядро, имеют примерно одинаковую массу (протон немного меньше) и имеют одинаковый угловой момент или спин.

Ядро удерживается вместе сильной силой , одной из четырех основных сил в природе. Эта сила между протонами и нейтронами преодолевает электрическую силу отталкивания, которая в противном случае раздвигала бы протоны в соответствии с законами электричества. Некоторые атомные ядра нестабильны, потому что сила связи различается для разных атомов в зависимости от размера ядра. Затем эти атомы распадаются на другие элементы, такие как углерод-14, распадающийся на азот-14.

Вот простой рисунок структуры атома.(Изображение предоставлено Shutterstock)

Протоны

Протоны — это положительно заряженные частицы, находящиеся в атомных ядрах. Резерфорд открыл их в экспериментах с электронно-лучевыми трубками, которые проводились между 1911 и 1919 годами. Протоны примерно на 99,86% массивнее нейтронов.

Число протонов в атоме уникально для каждого элемента. Например, атомов углерода, имеют шесть протонов, атомов водорода, атомов имеют один и атома кислорода, атомов имеют восемь. Число протонов в атоме называется атомным номером этого элемента. Число протонов также определяет химическое поведение элемента. Элементы расположены в Периодической таблице элементов в порядке возрастания атомного номера.

Три кварка составляют каждый протон — два «верхних» кварка (каждый с положительным зарядом в две трети) и один «нижний» кварк (с отрицательным зарядом в одну треть) — и они удерживаются вместе другими субатомными частицами, называемыми безмассовые глюоны.

Электроны

Электроны крошечные по сравнению с протонами и нейтронами, более чем в 1800 раз меньше, чем протон или нейтрон.Согласно Jefferson Lab , электроны примерно на 0,054% массивнее нейтронов.

Джозеф Джон (Дж.Дж.) Томсон, британский физик, открыл электрон в 1897 году, согласно Science History Institute . Первоначально известные как «корпускулы», электроны имеют отрицательный заряд и электрически притягиваются к положительно заряженным протонам. Электроны окружают атомное ядро ​​путями, называемыми орбиталями. Эта идея была выдвинута австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1920-х годах. Сегодня эта модель известна как квантовая модель или модель электронного облака. Внутренние орбитали, окружающие атом, имеют сферическую форму, но внешние орбитали намного сложнее.

Электронная конфигурация атома относится к расположению электронов в типичном атоме. Используя электронную конфигурацию и принципы физики, химики могут предсказывать свойства атома, такие как стабильность, температура кипения и проводимость, согласно данным Los Alamos National Laboratory .

Нейтроны

Согласно Американскому физическому обществу , существование нейтрона было теоретически обосновано Резерфордом в 1920 году и обнаружено Чедвиком в 1932 году. Нейтроны были обнаружены во время экспериментов, когда атомы стреляли в тонкий лист бериллия . Были выпущены субатомные частицы без заряда — нейтрон.

Нейтроны — это незаряженные частицы, находящиеся во всех атомных ядрах (кроме водорода). Масса нейтрона немного больше массы протона.Как и протоны, нейтроны также состоят из кварков — одного кварка «вверх» (с положительным зарядом 2/3) и двух кварков «вниз» (каждый с отрицательным зарядом в одну треть).

История атома

Теория атома восходит, по крайней мере, к 440 году до нашей эры. Демокриту, греческому ученому и философу. Демокрит, скорее всего, построил свою теорию атомов на трудах философов прошлого, согласно Эндрю Г. Ван Мелсену, автору книги «От атомоса к атому: история концепции атома» (Duquesne University Press, 1952).

Объяснение атома Демокритом начинается с камня. Разрезанный пополам камень дает две половинки одного и того же камня. Если бы камень резался непрерывно, в какой-то момент существовал бы кусок камня, достаточно маленький, чтобы его больше нельзя было разрезать. Термин «атом» происходит от греческого слова «неделимый», которое, по заключению Демокрита, должно быть точкой, в которой существо (любая форма материи) больше не может быть разделено.

Его объяснение включало идеи о том, что атомы существуют отдельно друг от друга, что существует бесконечное количество атомов, что атомы могут двигаться, что они могут объединяться вместе, чтобы создать материю, но не сливаются, чтобы стать новым атомом, и что они не могут быть разделены, согласно Universe Today .Однако, поскольку большинство философов того времени — особенно очень влиятельный Аристотель — считали, что вся материя была создана из земли, воздуха, огня и воды, атомная теория Демокрита была отложена.

Джон Далтон, британский химик, опирался на идеи Демокрита в 1803 году, когда он выдвинул свою собственную атомную теорию, согласно данным химического факультета Университета Пердью . Теория Дальтона включала в себя несколько идей Демокрита, например, атомы неделимы и неразрушимы и что разные атомы образуются вместе, чтобы создать всю материю.Дополнения Дальтона к теории включали следующие идеи: что все атомы определенного элемента были идентичны, что атомы одного элемента будут иметь другой вес и свойства, чем атомы другого элемента, что атомы не могут быть созданы или разрушены и что материя образована атомы соединяются в простые целые числа.

Томсон, британский физик, открывший электрон в 1897 году, доказал, что атомы можно разделить, согласно Chemical Heritage Foundation .Он смог определить существование электронов, изучая свойства электрического разряда в электронно-лучевых трубках. Согласно статье Томсона 1897 года, лучи отклонялись внутри трубки, что доказывало, что внутри вакуумной трубки было что-то отрицательно заряженное. В 1899 году Томсон опубликовал описание своей версии атома, широко известной как «модель сливового пудинга». Выдержка из этой статьи находится на сайте Chem Team . Модель атома Томсона включала большое количество электронов, подвешенных в чем-то, что производило положительный заряд, придающий атому общий нейтральный заряд.Его модель напоминала сливовый пудинг, популярный британский десерт с изюмом, подвешенным в круглом шаре, похожем на торт.

Следующим ученым, изменившим и усовершенствовавшим атомную модель, был Резерфорд, который учился у Томсона, согласно химическому факультету Университета Пердью . В 1911 году Резерфорд опубликовал свою версию атома, которая включала положительно заряженное ядро, вращающееся вокруг электронов. Эта модель возникла, когда Резерфорд и его помощники стреляли альфа-частицами в тонкие листы золота.По данным лаборатории Джефферсона, альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, удерживаемых вместе одной и той же сильной ядерной силой, которая связывает ядро.

Ученые заметили, что небольшой процент альфа-частиц был рассеян под очень большими углами к первоначальному направлению движения, в то время как большинство из них прошло сквозь них практически без помех. Резерфорд смог приблизительно определить размер ядра атома золота, обнаружив, что оно по крайней мере в 10 000 раз меньше, чем размер всего атома, причем большая часть атома представляет собой пустое пространство.Модель атома Резерфорда по-прежнему является основной моделью, которая используется сегодня.

Несколько других ученых продвинули модель атома, в том числе Нильс Бор (построенный на модели Резерфорда с включением свойств электронов на основе спектра водорода), Эрвин Шредингер (разработал квантовую модель атома), Вернер Гейзенберг (заявил, что один не может знать одновременно положение и скорость электрона), а также Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг (независимо разработали теорию о том, что протоны и нейтроны состоят из кварков).

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​10 сентября 2019 г. участником Live Science Трэйси Педерсен.

4.4: Свойства протонов, нейтронов и электронов

Цели обучения

• Опишите расположение, заряды и массы трех основных субатомных частиц.
• Определите количество протонов и электронов в атоме.
• Определите атомную единицу массы (а.е.м.).

Атомная теория Дальтона многое объясняет о материи, химических веществах и химических реакциях.Тем не менее, это было не совсем точно, потому что вопреки мнению Дальтона, атомы на самом деле могут быть разбиты на более мелкие субъединицы или субатомные частицы. Мы очень подробно говорили об электроне, но нас интересуют еще две частицы: протоны и нейтроны. Мы уже узнали, что Дж. Дж. Томсон открыл отрицательно заряженную частицу, названную электроном . Резерфорд предположил, что эти электроны вращаются вокруг положительного ядра. В последующих экспериментах он обнаружил, что в ядре есть положительно заряженная частица меньшего размера, называемая протоном .Существует также третья субатомная частица, известная как нейтрон.

Электроны

Электроны — это один из трех основных типов частиц, из которых состоят атомы. В отличие от протонов и нейтронов, которые состоят из более мелких и простых частиц, электроны являются элементарными частицами, которые не состоят из более мелких частиц. Они представляют собой тип элементарных частиц, называемых лептонами. Все лептоны имеют электрический заряд \ (- 1 \) или \ (0 \). Электроны очень малы. Масса электрона составляет всего около 1/2000 массы протона или нейтрона, поэтому электроны практически ничего не вносят в общую массу атома.Электроны имеют электрический заряд \ (- 1 \), который равен, но противоположен заряду протона, который равен \ (+ 1 \). Все атомы имеют такое же количество электронов, что и протоны, поэтому положительный и отрицательный заряды «уравновешиваются», делая атомы электрически нейтральными.

В отличие от протонов и нейтронов, которые находятся внутри ядра в центре атома, электроны находятся вне ядра. Поскольку противоположные электрические заряды притягиваются друг к другу, отрицательные электроны притягиваются к положительному ядру.Эта сила притяжения заставляет электроны постоянно двигаться через пустое пространство вокруг ядра. На приведенном ниже рисунке показан общий способ представления структуры атома. Он показывает электрон как частицу, вращающуюся вокруг ядра, подобно тому, как планеты вращаются вокруг Солнца. Однако это неверная точка зрения, поскольку квантовая механика показывает, что электроны более сложны.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Электроны намного меньше протонов или нейтронов. Если бы электрон был массой пенни, протон или нейтрон имели бы массу большого шара для боулинга!

Протоны

Протон — одна из трех основных частиц, составляющих атом.{-15} \) метров.

Как вы уже догадались по названию, нейтрон нейтрон. Другими словами, он совершенно не заряжен и поэтому не привлекается и не отталкивается от других объектов. Нейтроны есть в каждом атоме (за одним исключением), и они связаны вместе с другими нейтронами и протонами в атомном ядре.

Прежде чем мы продолжим, мы должны обсудить, как различные типы субатомных частиц взаимодействуют друг с другом. Когда дело доходит до нейтронов, ответ очевиден.Поскольку нейтроны не притягиваются к объектам и не отталкиваются от них, они на самом деле не взаимодействуют с протонами или электронами (кроме связывания в ядре с протонами).

Хотя электроны, протоны и нейтроны — все типы субатомных частиц, они не все одинакового размера. Когда вы сравниваете массы электронов, протонов и нейтронов, вы обнаруживаете, что электроны имеют чрезвычайно малую массу по сравнению с протонами или нейтронами. С другой стороны, массы протонов и нейтронов довольно похожи, хотя технически масса нейтрона немного больше массы протона.Поскольку протоны и нейтроны намного массивнее электронов, почти вся масса любого атома приходится на ядро, которое содержит все нейтроны и протоны.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \) дает свойства и расположение электронов, протонов и нейтронов. В третьем столбце показаны массы трех субатомных частиц в «атомных единицах массы».» атомная единица массы (\ (\ text {amu} \)) определяется как одна двенадцатая массы атома углерода-12. Атомные единицы массы (\ (\ text {amu} \)) полезны , потому что, как вы можете видеть, масса протона и масса нейтрона в этой системе единиц почти точно \ (1 \).

Отрицательный и положительный заряды равной величины нейтрализуют друг друга. Это означает, что отрицательный заряд электрона идеально уравновешивает положительный заряд протона. Другими словами, нейтральный атом должен иметь ровно один электрон на каждый протон.Если у нейтрального атома 1 протон, у него должен быть 1 электрон. Если у нейтрального атома 2 протона, у него должно быть 2 электрона. Если у нейтрального атома 10 протонов, у него должно быть 10 электронов. Вы уловили идею. Чтобы быть нейтральным, атом должен иметь одинаковое количество электронов и протонов.

Резюме

• Электроны — это разновидность субатомных частиц с отрицательным зарядом.
• Протоны — это субатомные частицы с положительным зарядом. Протоны связаны вместе в ядре атома в результате сильного ядерного взаимодействия.
• Нейтроны — это тип субатомных частиц без заряда (они нейтральны). Как и протоны, нейтроны связаны с ядром атома в результате сильного ядерного взаимодействия.
• Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, но оба они намного массивнее электронов (примерно в 2000 раз массивнее электрона).
• Положительный заряд протона равен по величине отрицательному заряду электрона. В результате в нейтральном атоме должно быть равное количество протонов и электронов.
• Атомная единица массы (а.е.м.) — единица массы, равная одной двенадцатой массы атома углерода-12

Материалы и авторство

Эта страница была создана на основе контента следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

Большой взрыв

Большой взрыв

Откуда мы знаем что-нибудь о начале Вселенной? Значительная часть нашего понимания является результатом наблюдений астрофизиков над постоянно расширяющейся Вселенной и процессами, которые в настоящее время происходят в звездах и сверхновых.Теоретики разрабатывают математические модели для объяснения этих наблюдений, а физики-ядерщики тестируют модели на суперколлайдерах.

Just Physics: 0 — 3 минуты

Вначале Вселенная была чрезвычайно маленькой, невероятно горячей и однородной. Потом он взорвался.

Сразу после взрыва остались только субатомные частицы и электромагнитное излучение. Вселенной потребовалось 3 минуты, чтобы остыть достаточно, чтобы образовались протоны, электроны и нейтроны, которые образуют атомы.

Нейтроны, протоны и электроны

Ядро или центральная часть всех атомов состоит из протонов и нейтронов. Электроны находятся вне ядра.

Нейтрон — это незаряженная субатомная частица с массой 1,675 x 10 ^-30 грамма. Протон по массе почти равен нейтрону (1,673 x 10 ^-30 грамма), но это +1 заряженная частица.

Есть две другие обычные заряженные частицы: электроны с зарядом -1 и позитроны с зарядом +1.Они имеют гораздо меньшую массу (~ 9,1 x 10 ^-34 грамма), чем нейтроны или протоны.

В условиях очень высокой энергии нейтрон может превращаться в протон и электрон. Протон может превращаться в нейтрон и позитрон. Электрон и позитрон аннигилируют, когда встречаются и производят электромагнитное излучение.

Масса атома — это сумма масс всех составляющих его субатомных частиц. Электроны имеют незначительную массу, поэтому мы не включаем ее в общую сумму.До 3 значащих цифр нейтроны и протоны имеют одинаковую массу. Мы даем название атомной единице массы (а.е.м.) массе одной из этих ядерных частиц.

Химия начинается: 3-20 минут

В течение следующих 17 минут Вселенная была все еще плотной, но достаточно холодной, чтобы протоны и нейтроны могли объединиться и образовать ядра атомов водорода и гелия. Было еще слишком жарко, чтобы отрицательно заряженные электроны могли соединяться с положительно заряженными ядрами.

Одиночный протон — это ядро ​​атома водорода.Другой тип типа водорода, дейтерия, имеет в ядре протон и нейтрон.

Самый распространенный изотоп водорода, также обозначаемый как ¹ H или H-1, имеет только 1 протон в ядре и, следовательно, имеет общую массу 1 а.е.м. Дейтерий, ² H или H-2, также имеет 1 протон в своем ядре, но имеет атомную массу 2 а.е.м., потому что его ядро ​​также имеет 1 нейтрон.

Когда два ядра дейтерия столкнулись в течение этого периода, образовалось ядро ​​гелия.

При T = 20 минут все вещество во Вселенной представляло собой смесь примерно 75% водорода и 25% гелия, а также небольшого количества лития.Вселенной потребовались тысячи лет, чтобы остыть настолько, чтобы электроны могли объединиться с положительно заряженными ядрами и образовать нейтральные атомы H, He и Li.

Нажмите на картинку ниже, чтобы увидеть, как ядра водорода могут сливаться с образованием гелия.

Роб Шарейн, Астрономия, Университет Британской Колумбии

Начните моделирование и ответьте на вопросы.

1. Что произойдет, если увеличить количество атомов водорода в единице объема (плотность газа)?
2. Как влияет изменение температуры?
3. Как изменились плотность и температура газа в первые минуты существования Вселенной?
4. Какие изотопы водорода и гелия вы видите?

Атомы водорода и гелия

Когда Вселенная достаточно остыла, электроны соединились с ядрами, образуя нейтральные атомы водорода и гелия. Для каждого протона в ядре будет электрон, окружающий это ядро.

Ядро атома очень маленькое по сравнению с окружающими электронами.

Поскольку электрон настолько велик по сравнению с его массой, мы используем аналогии, чтобы говорить о нем. Иногда электрон характеризуют как облако. Мы также можем связать электрон со стоячей волной в воде.

На первом рисунке ниже представлена ​​плотность электронов вокруг нейтрального атома водорода (с 1 электроном) или нейтрального атома гелия (с 2 электронами). Вы можете видеть, что концентрация электронов самая высокая в центре и уменьшается по мере удаления от центра.Когда мы рисуем форму для электронной плотности, это означает, что 90% электронной плотности находится внутри формы. Эта форма называется электронной орбитали . Электронная плотность для атомов водорода и гелия представлена ​​сферой.

Атомы водорода и гелия

Атомы и ядра маленькие. Расстояния в этой шкале измеряются в Ангстремах (1,0 = 1,0 x 10 ^-10 метров) или фемптометрах (1,0 фм = 1,0 x 10 ^-15 метров). Электронная орбиталь атома водорода или гелия имеет диаметр примерно в 100 000 раз больше диаметра ядра.

Назад

Компас

Индекс

Столы

Вступление

Следующий

Как мы определяем элементы

Как мы определяем элементы

Когда мы исследуем отдельный атом, именно количество протонов определяет
элемент атома.Номер
протонов — атомный номер (Z). Все
атомы углерода имеют в ядре 6 протонов; у всех хлоринов есть 17 протонов в
ядро. Большинство химиков используют
периодическая таблица, чтобы найти такую ​​информацию.
В сети есть много мест, где можно найти периодические таблицы.
Посмотрите на тот, что на следующем сайте.
Воспользуйтесь таблицей, чтобы определить атомный номер олова (Sn). Обратите внимание, что каждый элемент может быть представлен двухбуквенным
символ, первая буква которого всегда заглавная, вторая буква, если
есть один, не с заглавной буквы.

Что еще в ядре?

Нейтронов также находятся в ядре. В
наиболее стабильных ядер количество нейтронов примерно равно количеству
протоны. По мере увеличения числа протонов в ядре увеличивается
количество нейтронов. В
нейтроны, кажется, играют какую-то роль в стабилизации ядра.

В то время как атом хлора всегда имеет 17 протонов, он может иметь любое количество протонов.
нейтроны. Два атома с одинаковым
количество протонов и различное количество нейтронов называются изотопами.
Для хлорида существуют два встречающихся в природе стабильных изотопа.
У одного 18 нейтронов, а у другого 20 нейтронов.
Поскольку протоны и нейтроны — единственные массивные частицы в атоме,
массовое число атома (A) — это протоны плюс нейтроны.

Ион существует, когда протоны не равны электронам.
Если электронов больше, чем протонов, чем атом отрицательно
заряжено. Если протонов больше, чем электронов, чем положительно атом
заряжено. Мы можем описать отдельный атом с помощью символа в
в центре, атомный номер в нижнем левом углу, массовое число в верхнем левом углу и
заряд в правом верхнем углу.

атомный номер = количество протонов

массовое число = протоны + нейтроны

заряд = протоны-электроны

или

Пример:

У этого атома олова 50 протонов, 69
нейтронов и 48 электронов.

Это один из шести стабильных изотопов олова.
Этот изотоп также можно записать как олово-119.
Когда элементы не сочетаются ни с чем другим, они обычно
нейтральный (не заряжается.)

Вы можете добавить эту таблицу Менделеева в закладки.

http://periodic.lanl.gov/

протонов, нейтронов и электронов | Chitown Репетиторство

Число протонов, нейтронов и электронов в йоте может быть определено с помощью множества простых стандартов.

• Число протонов в ядре йоты эквивалентно ядерному числу (Z).
• Число электронов в беспристрастной молекуле эквивалентно числу протонов.
• Массовое число йоты (М) эквивалентно общему количеству протонов и нейтронов в активной зоне.
• Число нейтронов эквивалентно разнице между массовым числом молекулы (M) и ядерным числом (Z).
• Пример. Давайте определим количество протонов, нейтронов и электронов в сопутствующих изотопах.

12C 13C 14C 14N

• Различные изотопы компонента различаются по массовому числу молекулы в верхнем левом углу изображения компонента.12C, 13C и 14C являются изотопами углерода (Z = 6) и содержат шесть протонов. Если частицы беспристрастны, они также должны содержать шесть электронов. Основное различие между этими изотопами — количество нейтронов в активной зоне.
• 12C: 6 электронов, 6 протонов и 6 нейтронов
• 13C: 6 электронов, 6 протонов и 7 нейтронов
• 14C: 6 электронов, 6 протонов и 8 нейтронов

http: // Hydrogenatomgirikosa.blogspot.com/2017/02/how-many-protons-does-hydrogen-atom-have.html

Недвижимость

• Атомы состоят из удивительно маленьких частиц, называемых протонами, нейтронами и электронами.
• Протоны и нейтроны находятся в фокусе частицы, составляющей ядро.
• Электроны охватывают ядро.
• Протоны имеют положительный заряд.
• Электроны имеют отрицательный заряд.
• Заряд протона и электрона одинакового размера, но обратный.
• Нейтроны не имеют заряда.
• Поскольку втягиваются обратные заряды, протоны и электроны притягиваются друг к другу.

Обнаружение протонов, нейтронов и электронов элементов

1. Атомный номер = количество протонов (что для несмещенных молекул эквивалентно количеству электронов).
2. Атомное изображение позволяет нам найти ядерный номер, так как вы можете просто найти его в прерывистой таблице.
3. Атомная масса = количество протонов + количество нейтронов.

Атомы одного и того же компонента с различным количеством нейтронов называются изотопами. Протон — положительный; электрон — отрицательный; нейтрон — без заряда. Заряд протона и электрона одинакового размера, хотя и обратный. Такое же количество протонов и электронов точно сбрасывает друг друга в несмещенной частице.

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

.