Атом как сложная система. Атом сложная частица

Изучение строения атома практически началось в 1897-1898 гг., после того как

была окончательно установлена природа катодных лучей как потока электронов

и были определены величина заряда и масса электрона. Факт выделения

электронов самыми разнообразными веществами приводил к выводу, что электроны

входят в состав всех атомов. Но атом в целом электрически нейтрален,

следовательно, он должен содержать в себе еще другую составную часть,

заряженную положительно, причем ее заряд должен уравновешивать сумму

отрицательных зарядов электронов.

Эта положительно заряженная часть атома была открыта в 1911 г. Эрнестом

Резерфордом (1871-1937). Резерфорд предложил следующую схему строения атома.

В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по

разным орбитам вращаются электроны. Возникающая при их вращении центробежная

сила уравновешивается притяжением между ядром и электронами, вследствие чего

они остаются на определенных расстояниях от ядра. Суммарный отрицательный

заряд электронов численно равен положительному заряду ядра, так что атом в

целом электронейтрален. Так как масса электронов ничтожно мала, то почти вся

масса атома сосредоточена в его ядре. Наоборот, размер ядер чрезвычайно мал

даже по сравнению с размером самих атомов: диаметр атома - величина порядка

10 см, а диаметр ядра - порядка 10 - 10 см. Отсюда ясно, что на долю

ядра и электронов, число которых, как увидим дальше, сравнительно невелико,

приходится лишь ничтожная часть всего пространства, занятого атомной

системой.

Состав атомных ядер

Таким образом, открытия Резерфорда положили начало ядерной теории атома. Со

времен Резерфорда физики узнали еще очень многие подробности о строении

атомного ядра.

Самым легким атомом является атом водорода (Н). Поскольку почти вся масса атома

сосредоточена в ядре, естественно было бы предположить, что ядро атома водорода

представляет собой элементарную частицу положительного электричества, которая

была названа протоном от греческого слова “протос”, что означает

“первый”. Таким образом, протон обладает массой, практически равной массе атома

водорода (точно 1,00728 углеродных единиц) и электрическим зарядом, равным +1

(если за единицу отрицательного электричества принять заряд электрона, равный

1,602*10 Кл). Атомы других, более тяжелых элементов содержат ядра,

обладающие большим зарядом и, очевидно, большей массой.

Измерения заряда ядер атомов показали, что заряд ядра атома в указанных

условных единицах численно равен атомному, или порядковому, номеру элемента.

Однако невозможно было допустить, так как последние, будучи одноименно

заряженными, неизбежно отталкивались бы друг от друга и, следовательно, такие

ядра оказались бы неустойчивыми. К тому же масса атомных ядер оказалась

больше суммарной массы протонов, обуславливающих заряд ядер атомов

соответствующих элементов, в два раза и более.

Тогда было сделано предположение, что ядра атомов содержат протоны в числе,

превышающем атомный номер элемента, а создающийся таким образом избыточный

положительный заряд ядра компенсируется входящими в состав ядра электронами.

Эти электроны, очевидно, должны удерживать в ядре взаимно отталкивающиеся

протоны. Однако это предположение пришлось отвергнуть, так как невозможно

было допустить совместное существование в компактном ядре тяжелых (протонов)

и легких (электронов) частиц.

В 1932 г. Дж. Чедвик открыл элементарную частицу, не обладающую электрическим

зарядом, в связи с чем она была названа нейтроном (от латинского

слова neuter, что означает “ни тот, ни другой”). Нейтрон обладает массой,

немного превышающей массу протона (точно 1,008665 углеродных единиц). Вслед за

этим открытием Д. Д. Иваненко, Е. Н. Гапон и В. Гейзенберг, независимо друг от

друга, предложили теорию состава атомных ядер, ставшую общепринятой.

Согласно этой теории, ядра атомов всех элементов (за исключением водорода)

состоят из протонов и нейтронов. Число протонов в ядре определяет значение его

положительного заряда, а суммарное число протонов и нейтронов - значение его

массы. Ядерные частицы - протоны и нейтроны - объединяются под общим названием

нуклоны (от латинского слова nucleus, что означает “ядро”). Таким

образом, число протонов в ядре соответствует атомному номеру элемента, а общее

число нуклонов, поскольку масса атома в основном сосредоточена в ядре, - его

массовому числу, т.е. округленной до целого числа его атомной массе А. Тогда

число нейтронов а ядре N может быть найдено по разности между массовым числом и

атомным номером:

N = A - Z

Таким образом, протонно-нейтронная теория позволила разрешить возникшие ранее

противоречия в представлениях о составе атомных ядер и о его связи с

порядковым номером и атомной массой.

Атом –

сложная частица

«Всё окружающее

нас состоит из

неделимых частиц

или атомов»

Демокрит

(около 460 до н. э. -

около 360 до н. э.)

Рентгеновские лучи

Кристалл

Дифракционная

картинка

Вильгельм Конрад Рентген

немецкий физик

В 1895 году

Вюрцбургский университет

Электроны

В 1897 году

Джон Томсон

английский физик

Кембриджский университет

Антуан Анри Беккерель

французский физик

1896 год

Явление радиоактивности

Почернение

Проявленная

фотопластина

Соли урана

Мария Склодовская-Кюри

Пьер Кюри

польская физик-химик

французский физик-химик

В 1903 году

Открытие радия

Открытие

полония

«Пудинговая модель»

Джон Томсон

английский физик

В 1904 году

Электроны совершают колебательные движения, благодаря которым атом испускает электромагнитную энергию, а сам атом – электронейтрален.

Эрнест Резерфорд

английский физик

Рассеяние α-частицы

В 1907 году

«Планетарная модель»

Квантовая теория

Нильс Бор

датский физик

Электроны передвигаются по замкнутым орбитам в соответствии значения своей энергии, которая не выделяется и не поглощается при этом.

В 1913 году

Электрон может переходить из одного в другое разрешённое энергетическое состояние, испуская или поглощая при этом энергию.

Дмитрий Дмитриевич

Вернер Карл

Иваненко

Гейзенберг

русский физик

немецкий физик-теоретик

В 1932 году

Нуклоны = Протоны (Z) + Нейтроны (N)

Протонно - нейтронная

теория

А – массовое число атома

– это разновидности атомов химических

Изотопы

элементов, которые имели одинаковый

атомный номер, но разные массовые числа.

Число электронов

Заряд ядра

Число протонов (Z)

Порядковый номер

Электрон

Массовое

Протонов

Электронов

Изменение числа протонов в атоме приводит к образованию нового химического элемента, потому что изменяется заряд ядра атома.

1 протон (Z)

1 протон (Z)

Изменение числа нейтронов в атоме приводит к изменению атомной массы элемента.

Изотопы водорода отличаются по своим свойствам.

Дейтерий

Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Кислород

Свободные атомы

Простые вещества

кислород

озон

Сложные вещества

СН₃ - О - СН₃

С₂Н ₅ - ОН

Этанол

Диметиловый эфир

Узнали о вкладе ученых всего мира в развитие теории строения атома;

Объяснили существование изотопов на примере водорода;

Рассмотрели элементарный состав атома на примере фосфора.

Понятие «атом» было известно ещё в древности и использовалось для описания представлений об устройстве окружающего мира древнегреческими философами, так Левкипп (500-200 гг. до н.э.) утверждал, что мир состоит из мельчайших частиц и пустоты, а Демокрит назвал эти частицы атомами и считал, что они существуют вечно и способны двигаться. По представлениям древних философов атомы были настолько малы, что не могли быть измерены, а форма и внешнее различие придают свойства определенным телам. Например, атомы железа должны обладать «зубцами», чтобы зацепляться друг за друга и образовывать твердое тело, атомы же воды, напротив, должны быть гладкими и перекатываться, чтобы обеспечивать воде текучесть. Первое предположение о способности атомов самостоятельно взаимодействовать друг с другом было сделано Эпикуром.

Создателем атомно-молекулярного учения считают М.В. Ломоносова, он различал в строении вещества две ступени: элементы (атомы, в нашем понимании) и корпускулы (молекулы). Ломоносов утверждал, что простые вещества состоят из атомов одного вида, а сложные – из различных атомов.

Всемирное признание атомно-молекулярная теория получила благодаря Дж. Дальтону, который, в отличии от древнегреческих философов при формулировании своих утверждений опирался только на экспериментальные данные. Дж. Дальтон ввел одну из важнейших характеристик атома – атомную массу, относительные значения которой были установлены для ряда элементов. Но, несмотря сделанные им открытия атом считали неделимым.

После получения экспериментальных доказательств (конец XIX начало XX века) сложности строения атома: открытие фотоэффекта (испускание носителей электрического заряда с поверхности металлов при их освещении), катодных (поток отрицательно заряженных частиц – электронов, в трубке, в которой имеется катод и анод) и рентгеновских лучей (испускание веществами сильного электромагнитного излучения, подобного видимому свету, но более высокочастотного, при действии на эти вещества катодных лучей), радиоактивности (самопроизвольное превращение одного элемента в другой, при котором происходит испускание электронов, положительно заряженных и других частиц, а также рентгеновского излучения) было установлено, что атом состоит из отрицательно и положительно заряженных частиц, которые взаимодействуют между собой. Эти открытия дали толчок к созданию первых моделей строения атома.

Одна из первых моделей атома была разработана У. Томсоном (1902) По мнению У. Томсона атом – сгусток положительно заряженной материи, внутри – равномерно распределены электроны, а атом водорода представляет собой положительно заряженный шар, внутри которого электрон (рис. 1а). Эту модель была доработана Дж. Томсоном (1904) (рис.1б). В том же году японский физик Х. Нагаока предложил «сатурнианскую модель» строения атома, предполагая, что атом подобен планете Сатурну – в центре ядро, окруженное кольцами, по которым движутся электроны (рис.1в).

Ещё одну модель предложил немецкий физик Филипп фон Ленард, согласно которой атом состоит из нейтральных частиц крайне малых размеров (вследствие чего, большая часть атома – пустота), каждая из которых – электрический дуплет (рис. 1г).

Рис. 1. Модели строения атома: а – У. Томсона; б – Дж.Томсона; в – Х. Нагаока; г – Ф.Ленарда

После опытов с -частицами, в 1911г. Резерфорд предложил так называемую планетарную модель строения атома, похожую на строение солнечной системы (маленькое положительно заряженное ядро в центре атома, в котором заключена почти вся масса атома, вокруг которого по орбитам движутся электроны). Планетарная модель подверглась дальнейшему развитию в работах Н. Бора, А. Зоммерфельда и др.

Современная модель строения атома основана на знаниях квантовой механики, главный тезис которой – микрочастицы имеют волновую природу, а волны — свойства частиц. Квантовая механика рассматривает вероятность нахождения электрона вокруг ядра. Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью.

Изотопы

Изотопы – атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра, но разной массой. Такие атомы обладают практически одинаковым строением электронной оболочки и принадлежат одному элементу. Исследование природных соединений разных элементов показывает существование устойчивых изотопов у большинства элементов периодической системы. Для всех элементов периодической системы число изотопов, встречающихся в природе, достигает 280.

Самым ярким примером изотопии можно назвать изотопы водорода –водород, дейтерий и тритий. В природе встречаются водород и дейтерий. Тритий получается искусственно.

Неустойчивые изотопы, т.е., обладающие способностью самопроизвольно распадаться называют радиоактивными изотопами. Они также могут встречаться в природных соединениях некоторых элементов.

Состав ядра атома. Ядерные реакции

В ядре атома содержится множество элементарных частиц, самые важные из которых – протон (p) и нейтрон (n). Масса протона 1,0073 а.е.м., заряд +1, в то время как нейтрон электронейтрален (заряд 0) и обладает массой 1,0087 а.е.м.

Согласно протонно-нейтронной теории строения ядра (Д.Д. Иваненко, Е.Н. Гапон, 1932) ядра всех атомов, исключая водород, состоят из Z протонов и (А-Z) нейтронов (Z – порядковый номер элемента, А – массовое число). Число электронов равно числу протонов.

где N – число нейтронов.

Свойства ядра определяются его составом (чиcлом p и n). Так, например, в атоме кислорода 16 8 О 8 протонов и 16-8=8 нейтронов, что кратко записывается 8p, 8n.

Внутри ядер p и n могут превращаться (при определенных условиях) друг в друга:

где e + — позитрон (элементарная частица с массой, равной массе электрона т зарядом +1), а и — нейтрино и антинейтрино, элементарные частицы с массой и зарядом равными нулю, отличающимися только спином.

Ядерные реакции – превращения атомных ядер, в результате их взаимодействия с элементарными частицами или друг с другом. При написании уравнений ядерных реакций необходимо учитывать законы сохранения массы и заряда. Например: 27 13 Al + 4 2 He = 30 14 Si + 1 1 H.

Особенность ядерных реакций – выделение огромного количества энергии в форме кинетической энергии образующихся частиц или излучения.

Задания:

1. Определите число протонов, нейтронов и электронов в атомах S, Se, Al, Ru.

2. Закончите ядерные реакции: 14 7 N + 4 2 He = ; 12 6 C + 1 0 n =.

Ответы:

1. S: Z= 16, А = 32, следовательно 16p, 16e, 32-16=16n

Se: Z= 34, А = 79, следовательно 34p, 34e, 79-34=45n

Al: Z= 13, А = 27, следовательно 13p, 13e, 27-13=14n

Ru: Z= 44, А = 101, следовательно 44p, 44e, 101-44=57n

2. 14 7 N + 4 2 He = 17 8 О + 1 1 Н

12 6 C + 1 0 n = 9 4 Be + 4 2 He

МБОУ «ГИМНАЗИЯ № 1»

Елабужского муниципального района

АТОМ – СЛОЖНАЯ ЧАСТИЦА

(Разработка урока.)

Саитова Флера Батыршовна –

Учитель высшей квалификационной категории

№	Предмет	Тема Видеоурока; раздел	Информация: сколько часов в тематическом плане даётся на тему; когда проходят уроки (указать месяц)	Педагог; Контактный телефон педагога	Примечание (Предполагаемые средства наглядности: слайды, фотографии, презентации)
1	химия	«Атом – сложная частица» Раздел «Строение вещества»	Урок проходит в сентябре, 8 часов.	Саитова Флера Батыровна, Домашний телефон 3-03-80	презентация

Аннотация урока.

Тема «Атом- сложная частица» входит в раздел «Строение вещества». На изучение раздела в общеобразовательных классах отводится 8 часов, в классах естественнонаучного профиля – 20 часов. Раздел изучается в первой четверти. Телеурок содержит элементы трех занятий: «Атом – сложная частица», «Состояние электронов в атоме», «Электронная конфигурация атомов химических элементов».

Тема: строение атома.

Цель урока: обобщить и систематизировать знания учащихся о составе атома. Углубить знания учащихся о состоянии электронов в атоме;

- Образовательная : рассмотреть особенности строения атомов элементов разных групп и периодов, углубить знания учащихся о состоянии электронов в атоме;

- развивающая: формировать умения и навыки установления причинно-следственных связей;

- воспитательная: воспитать желание самостоятельно получать знания и использовать эти знания в будущем.

Тип урока: комбинированный.

Методы проведения: объяснение, беседа, самостоятельная работа.

Оборудование: компьютер, периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, модели электронных облаков разной формы.

Ход урока.

1. 
   Организационный момент.

- приветствие;

- подготовка класса к работе;

- наличие учащихся.

2.Мотивация учебной деятельности .

Сообщение темы, цели урока. Использование полученных знаний в дальнейшей деятельности.

3.Актуализация .

Метод: фронтальный опрос (характеристика элемента по таблице: место, валентность, степень окисления, соединения, свойства).

4 Изучение нового материала . (Ученики сидят за компьютерами. Работа на компьютере, используется 1 часть презентации)

1.Атом – определение.

Понятие атом возникло еще в античном мире для обозначения частиц вещества. В переводе с греческого атом означает «неделимый». Атом- это электронейральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

2. Состав атома(протоны, нейтроны, электроны).

Ядро(нуклид) - центральная часть атома, в которой сосредоточена основная часть массы атома. Радиус ядра 10ˉ¹²- 10ˉ¹ 3 см. Оно состоит из протонов (Z) и нейтронов (N) в ядре (равен порядковому номеру элемента). Массовое число ядра (А) - общее число протонов и нейтронов (А=Z+N). Например: обозначение элемента углерод (С): ¹² 6 С.

Нуклон – это сумма нейтронов и протонов в ядре. Протон, р- элементарная частица, входящая в состав ядра атома. Заряд + 1,6*10ˉ19 Кл (+1 элементарный заряд), Масса 1, 0073 атомная единица массы, Спин ½. Нейтрон, n - элементарная частица, входящая в состав ядра атома. Заряд 0, масса 1, 0087 атомная единица массы, Спин ½

Электрон (е)- элементарная частица, входящая в состав атома. Заряд -1,6*10ˉ19 Кл (-1- элементарный заряд), Масса 0, 0005486 а.е.м. (1/1836 массы протона) спин ½(щ)

Основные характеристики элементарных частиц: ч астица и ее обозначение - лротон -p+, масса - 1, заряд – 1, число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической таблице Д.И. Менделеева; ч астица и ее обозначение - Нейтрон –п, масса - 1, заряд – 0, число электронов находят по формуле: N=A-Z ; ч астица и ее обозначение - Электрон е- масса - 1/1837. заряд – 1, число электронов равно порядковому номеру элемента в периодической таблице Д.И. Менделеева.

3.Состояние электронов в атоме. Квантовые числа.

Четыре квантовых числа электрона

: Главное квантовое число n - определяет общую энергию электрона. Оно может принимать любые целые значения, начиная с единицы; Количество электронных оболочек (энергетических уровней) атома определяется номером периода в котором находится элемент.

Побочное (орбитальное) квантовое число l характеризует форму орбитали. Оно может принимать целые значения от 0 до n-1. Обычно численные значения L принято обозначать буквенными символами: значение L -0, буквенное обозначение – s; значение L-2,буквенное обозначение - p; Значение L – 3, буквенное обозначение – d; значение L-4, буквенное обозначение - f. Набор орбиталей с одинаковыми значениями n называется оболочкой (или энергетическим уровнем), с одинаковыми значениями n и L - подоболочкой (подуровнем), например: 2s- подуровень

Магнитное квантовое число ml – характеризует направление орбитали в пространстве. Оно может принимать любые целые значения от –L до + L , включая 0, т.е. всего (2L + l) значений. Например, при L = 1 ml = -1,0,+1 . При заданном главном квантовом числе n возможна одна s- орбиталь, три p- орбитали, пять d-орбитали, семь f- орбиталей.

Каждый электрон характеризуется спиновым квантовым числом s. Спин- это число квантовое свойство электрона, не имеющее классических аналогов. Для всех электронов абсолютное значение спина всегда равно s= ½ . Проекция спина на ось z (магнитное спиновое число ms) может иметь лишь два значения: ms= + ½ или ms= = - ½.

4. Двойственная природа электрона. Понятие об атомных орбиталях.

Форма орбиталей.

В электронной оболочке любого атома ровно столько электронов, сколько протонов в его ядре, поэтому атом в целом электронейтрален. Электроны в атоме заселяют ближайшие к ядру уровни и подуровни, потому что в этом случае их энергия меньше, чем если бы они заселяли более удаленные уровни. На каждом уровне и подуровне может помещаться только определенное количество электронов.

Подуровни, в свою очередь, состоят из одинаковых по энергии орбиталей

Орбитали могут иметь разную форму. Так, каждый новый энергетический уровень в атоме начинается с s-орбитали, которая имеет сферическую

Форму. На втором и последующих уровнях после одной S-орбитали появляются p-орбитали гантелеобразной

Формы. s -Орбитали сферически симметричны для любого n и отличаются друг от друга только размером сферы. Их максимально симметричная форма обусловлена тем, что при l = 0 и μl = 0p -Орбитали существуют при n ≥ 2 и l = 1, поэтому возможны три варианта ориентации в пространстве: ml = –1, 0, +1. Все p-орбитали обладают узловой плоскостью, делящей орбиталь на две области, поэтому граничные поверхности имеют форму гантелей, ориентированных в пространстве под углом 90° друг относительно друга. Осями симметрии для них являются координатные оси, которые обозначаются px , py , pz . d -Орбитали определяются квантовым числом l = 2 (n ≥ 3), при котором ml = –2, –1, 0, +1, +2, то есть характеризуются пятью вариантами ориентации в пространстве. d -Орбитали, ориентированные лопастями по осям координат, обозначаются dz ² и dx ²–y ², а риентированные лопастями по биссектрисам координатных углов – dxy , dyz , dxz .f -орбиталей , соответствующих l = 3 (n ≥ 4), изображаются в виде граничных поверхностей, приведенных на рисунке.

Каждая орбиталь - это как бы "квартира" для электронов в "доме"- подуровне. Например, любой s-подуровень - это "дом" из одной "квартиры" (s-орбиталь), p-подуровень - "трехквартирный дом" (три p-орбитали), d-подуровень - "дом" из 5 "квартир"-орбиталей, а f-подуровень - "дом" из 7 одинаковых по энергии орбиталей. В каждой "квартире"-орбитали могут "жить" не больше двух электронов. Запрещение электронам "селиться" более чем по-двое на одной орбитали называют запретом Паули - по имени ученого, который выяснил эту важную особенность строения атома. "Адрес" каждого электрона в атоме записывается набором квантовых чисел . Здесь мы упомянем лишь о главном квантовом числе n ,которое в «адресе» электрона указывает номер уровня, на котором этот электрон существует Во всех моделях атома электроны называют s-, p-, d- и f-электронами в зависимости от подуровня, на котором они находятся. Элементы, у которых внешние (то есть наиболее удаленные от ядра) электроны занимают только s-подуровень, принято называть s-элементами. Точно так же существуют p-элементы, d-элементы и f-элементы. №12

Чем выше (то есть чем дальше от ядра) находится электронный уровень, тем больше на нем может разместиться электронов за счет того, что число подуровней и орбиталей на удаленных уровнях постоянно увеличивается. Можно посчитать, что на n-м уровне помещается в сумме n 2 различных орбиталей, а электронов - вдвое больше: 2n 2 , потому что любая орбиталь способна вмещать не более двух электронов .

Энергетические уровни электрона в атоме: при значении главного квантового числа n =1, символ оболочки K , максимальное число электронов в оболочке, равное 2n² =2; главного квантового числа n =2, символ оболочки L , максимальное число электронов в оболочке, равное 2n² =8; главного квантового числа n =3, символ оболочки М, максимальное число электронов в оболочке, равное 2n² =18; главного квантового числа n =4, символ оболочки N , максимальное число электронов в оболочке, равное 2n² =32;(щ)№13

Электронная конфигурация элемента: Электронная конфигурация элемента - это распределение электронов в его атомах по оболочкам, подоболочкам и орбиталям. Энергетические уровни электрона: при значении орбитального квантового числа =0. символ подуровня оболочки (подуровня)- s, максимальное число электронов в оболочке, равное 2; при значении орбитального квантового числа =1. символ подуровня оболочки (подуровня)- p, максимальное число электронов в оболочке, равное 6;

При значении орбитального квантового числа =2. символ подуровня оболочки (подуровня)-d , максимальное число электронов в оболочке, равное 10;

При значении орбитального квантового числа =3. символ подуровня оболочки (подуровня)- f, максимальное число электронов в оболочке, равное 14; при значении орбитального квантового числа =4. символ подуровня оболочки (подуровня)- g, максимальное число электронов в оболочке, равное 18;

5. Физкультминутка .

6.Закрепление изученного материала. Ответы на вопросы

Поставленные в начале урока

1.Ученики сидят за компьютерами. Работа на компьютере, решение тестовых заданий.

2.Обсуждение результатов.

7. Сообщение домашнего задания .

Задания: стр 6 № 1-4 , стр10 №1-3. Устно - стр 5-10.

8.Подведение итогов урока.

- оценить степень реализации поставленных на уроке задач;

- оценить работу учеников во время урока.

Урок 1. Атом – сложная частица

Цель : обобщить знания из курсов физики и химии о явлениях, доказывающих сложность строения атома, познакомить учащихся с эволюцией научных взглядов на строение атома.

Знать : особенности строения атома.

Уметь : описывать строение атома, характеризовать частицы, входящие в его состав.

Ход урока

вы помните, что «атом» в переводе с греческого обозначает «неделимый», до конца ХIХ века это считалось верным. Но открытия конца ХIХ - начала ХХ вв. показали, что атом устроен сложно.

С тех пор, как стало ясно, что атом состоит из более мелких частиц, ученые пытались

объяснить строение атома, предлагали модели:

Дж. Томсон (1903 г.) – атом состоит из положительного заряда, равномерно распространенному по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда. Эта модель не нашла экспериментального подтверждения.

Э.Резерфорд (1911 г.) – планетарная или ядерная модель атома:

Внутри атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть объема атома;

Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточена в ядре;

Электроны вращаются вокруг ядра, они нейтрализуют заряд ядра.

Модель Резерфорда подтверждалась опытами с тонкими металлическими пластинами, облучаемыми α-частицами.

Но классическая механика не могла объяснить, почему электроны не теряют энергию по мере вращения и не падают на ядро.

В 1913 г. Н.Бор дополнил планетарную модель постулатами:

Электроны в атоме вращаются по строго определенным замкнутым орбитам, не испуская и не поглощая энергии;

При переходе электронов с одной орбиты на другую происходит поглощение или выделение энергии.

4. Современная квантовая модель строения атома:

Электрон имеет двойственную природу. Подобно частице электрон имеет массу 9,1х10 -28 г и заряд 1,6х10 -19 Кл.

Электрон в атоме не движется по определенной траектории, а может находиться в любой части околоядерного пространства. Вероятность нахождения электрона в разных частях околоядерного пространства неодинакова.

Пространство вокруг ядра, где вероятность нахождения электрона наибольшая называется орбиталью .

- Ядро состоит из нуклонов – протонов и нейтронов. Число протонов в ядре равно порядковому номеру элеме6нта, а сумма чисел протонов и нейтронов равна массовому числу атома.

Это положение было сформулировано после открытия Э. Резерфордом в 1920 г. протона, Дж.Чедвиком в 1932 г.- нейтрона.

Различные виды атомов называются нуклидами. Нуклиды характеризуется массовым числом А и зарядом ядра Z.

Нуклиды с одинаковым Z, но разными А называют изотопами. (35 17 Cl и 37 17 Cl).

Нуклиды с разными Z, но одинаковыми А называют изобарами. (40 18 Аr и 40 19 К).

Задание1:

Расписать строение атома для элементов: железа, алюминия, бария, калия, кремния.

Задание 2

1. Определите химический элемент по составу его атома - 18 p + , 20 n 0 , 18 e - :

а) F б) Ca в) Ar г) Sr

2. Общее число электронов у иона хрома 24 Cr 3+ :

а) 21 б) 24 в) 27 г) 52

3. Максимальное число электронов, занимающих 3 s - орбиталь, равно:

а) 14 б) 2 в) 10 г) 6

4. Число орбиталей на f - подуровне:

а) 1 б) 3 в) 5 г) 7

5 . Наименьший радиус атома среди приведённых элементов имеет:

а) Mg б) Ca в) Si г) Cl

Домашнее задание : § 1. учить по тетради, зад 1-4.