Što ovisi i na koji broj elektrona u atomu?

Dugo su vremena mnoga svojstva tvari ostala tajna istraživačima. Zašto tvari izvode električnu energiju savršeno, dok drugi ne? Zašto se željezo postepeno raspada pod utjecajem atmosfere, a plemeniti metali savršeno se očuvaju tisućama godina? Mnoga od tih pitanja su odgovorena nakon što je osoba postala svjesna strukture atoma: njegova struktura, broj elektrona na svakom elektronskom sloju. Štoviše, svladavanje čak i samih temelja strukture atomskih jezgri otvorilo je novo doba za svijet.

Od kojih elemenata je osnovna cigla građena od materije, kako djeluju međusobno, što možemo naučiti iz ovoga?

Struktura atoma u prikazu moderne znanosti

Danas je većina znanstvenika sklona pridržavati se planetarnog modela strukture materije. Prema ovom modelu, u središtu svakog atoma nalazi se jezgra, sićušna čak iu usporedbi s atomom (desetine tisuća puta manji od cijelog atoma). Ali masa jezgre nije tako. Gotovo cijela masa atoma je koncentrirana u jezgri. Jezgra se naplaćuje pozitivno.

Oko jezgre, elektroni se okreću u različitim orbitama, a ne kružnim, kao u slučaju planeta Sunčevog sustava, ali volumetrijski (sfere i opsežne). Broj elektrona u atomu je numerički jednak naboju jezgre. No gledanje elektrona kao čestice koja se kreće duž putanja vrlo je teška.

Orbita je sitna, a brzina je gotovo poput svjetlosne zrake, pa je ispravnije liječiti elektron zajedno s orbiti kao nekom negativno nabijenom sferom.

Članovi obitelji Atom

Svi atomi se sastoje od tri konstitutivna elementa: protona, elektrona i neutrona.

Proton je glavni građevinski materijal jezgre. Njegova težina je jednaka atomskoj jedinici (masa vodikovog atoma) ili 1,67 ∙ 10^-27 kg u SI sustavu. Čestica je pozitivno napunjena, a njegov naboj se uzima kao jedinstvo u sustavu elementarnih električnih naboja.

Neutron je protonska blizanka po masi, ali uopće nije napunjena.

Dvije gore navedene čestice nazivaju se nuklidima.

Elektrona je suprotno protona (naboj je osnovni naboj) minus-1). Ali ovdje je težina elektrona pumpa, masa mu je samo 9,12 ∙ 10^-31 kg, što je gotovo 2000 puta lakše od protona ili neutrona.

Kako su "vidjeli"

Kako je bilo moguće shvatiti strukturu atoma, čak i ako najnaprednija tehnička sredstva ne dopuštaju, au kratkom roku neće dopustiti dobivanje slika svojih sastavnih čestica. Kako su znanstvenici znali broj protona, neutrona i elektrona u jezgri i njihovom položaju?

Pretpostavka planetarnog rasporeda atoma napravljena je na temelju rezultata bombardiranja tanke metalne folije raznih čestica. Slika pokazuje jasno kako različite elementarne čestice komuniciraju s materijom.

Broj elektrona koji su prolazili kroz metal bio je nula u eksperimentima. To je jednostavno objašnjeno: negativno nabijeni elektroni odbijaju od metalnih školjaka elektrona, koji također imaju negativni naboj.

Kroz foliju prolazila je snop protona (naboj +), ali s "gubicima". Dio je odbačen iz jezgre uhvaćenih na putu (vjerojatnost takvih udaraca je vrlo mala), dio je odstupao od izvornog putanja, leti preblizu jednom od jezgri.

Najviše "učinkoviti" u pogledu prevladavanja metala bili su neutroni. Neutralno nabijena čestica je izgubljena samo u slučaju izravnog sudara s jezgrom tvari, 99,99% neutrona prolazilo je sigurno kroz debljinu metala. Usput, veličina jezgre tih ili drugih kemijskih elemenata može se točno izračunati na temelju broja neutrona na ulazu, a ne izlaznom.

Na temelju dobivenih podataka, konstruirana je dominantna teorija strukture materije koja uspješno objašnjava većinu pitanja.

Što i koliko

Broj elektrona u atomu ovisi o rednom broju. Dakle, u atomu običnog vodika postoji samo jedan proton. Jedan elektron se vrti u orbiti. Sljedeći element periodičnog stola - helij je malo složeniji. Njegova jezgra se sastoji od dva protona i dva neutrona i time ima atomsku masu 4.

Kako se poremeti broj povećava, veličina i masa atoma rastu. Redni broj kemijskog elementa u periodičnoj tablici odgovara nuklearnom naboju (broj protona u njemu). Broj elektrona u atomu je jednak broju protona. Tako, atom olova (redni broj 82) ima 82 protona u svojoj jezgri. Na orbiti oko jezgre postoje 82 elektrona. Za izračunavanje broja neutrona u jezgri, dovoljno je oduzeti broj protona iz atomske mase:

207 - 82 = 125.

Zašto su uvijek pedeset i pedeset

Svaki sustav u našem svemiru nastoji postići stabilnost. Primijenjen na atom, to se izražava u neutralnosti. Ako zamislimo na trenutak da svi atomi u svemiru, bez iznimke, imaju drugačiju naboj različitih veličina s različitim znakovima, može se zamisliti kakav bi bio kaos na svijetu.

Ali budući da je broj protona i elektrona u atomu jednak, konačni naboj svake "opeke" je nula.

Broj neutrona u atomu je neovisna količina. Štoviše, atomi istog kemijskog elementa mogu imati različit broj tih čestica s nulom nabojem. primjer:

• 1 proton + 1 elektron + 0 neutrona = vodik (atomska masa 1);
• 1 proton + 1 elektron + 1 neutron = deuterij (atomska masa 2);
• 1 proton + 1 elektron + 2 neutrona = tritium (atomska masa 3).

U ovom slučaju, broj elektrona u atomu se ne mijenja, atom ostaje neutralan, njegov masovni promjenom. Takve varijacije kemijskih elemenata obično nazivaju izotopi.

Je li atom uvijek neutralan?

Ne, ne uvijek je broj elektrona u atomu jednak broju protona. Ako atom ne bi mogao "odnijeti" elektron neko vrijeme, ne bi bilo takvo što kao galvanski. Na atomu, kao na svakom pitanju, možete raditi.

Pod utjecajem dovoljno jakog električnog polja iz vanjskog sloja atoma, jedan ili više elektrona mogu letjeti. U ovom slučaju čestica tvari prestaje biti neutralna i zove se ion. Može se pomicati u plinskom ili tekućem okolišu, noseći električni naboj od jedne elektrode do drugog. Tako pohranjuje električni naboj u bateriji, a također primjenjivati ​​na tankim filmovima metala na površini jedne druge (zlato-oplata, srebro-pozlaćivanje, krom pozlaćivanje, niklanje, itd).

Broj elektrona je također nestabilan u metalnim vodičima električne struje. Elektroni vanjskih slojeva, kako je to bilo, hodaju od atoma do atoma, noseći električnu energiju duž dirigenta.