Schéma struktury atomu: jádro, elektronová skořápka. Příklady

Podívejme se na to, jak je atom vybudován. Mějte na paměti, že se jedná výhradně o modely. V praxi jsou atomy mnohem složitější strukturou. Ale díky modernímu vývoji jsme schopni vysvětlit a dokonce předvídat vlastnosti chemických prvků

Planetární model atomu

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

Vlnový model atomu

Ale časem se planetární model podrobil revizi. Byla navržena druhá teorie struktury atomu. Je dokonalejší a umožňuje nám vysvětlit výsledky praktických experimentů. Model vlny atomu, který navrhl E. Schrodinger, nahradil první. Pak už bylo zjištěno, že se elektron může projevovat nejen jako částice, ale také jako vlna. A co udělal Schrodinger? Použil rovnici popisující pohyb vlny v trojrozměrný prostor. Proto nelze najít cestu pohybu elektronu v atomu, a pravděpodobnost detekce v určitém okamžiku. Kombinace obou teorií spočívá v tom, že elementární částice jsou na specifických úrovních, podhledech a orbitálech. V tomto případě končí podobnost modelů. Uvádím jeden příklad - v teorii vln je orbitální oblast, kde lze najít elektron s pravděpodobností 95%. Na všech zbývajících prostor je 5% .Ale nakonec se ukázalo, že vlastnosti struktury atomů jsou zastoupeny s použitím modelu vlny, a to navzdory skutečnosti, že použitá terminologie je společný.

Pojem pravděpodobnosti v tomto případě

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

Složení atomu

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

Oběžné dráhy

Když mluvíme o tom, jaký je schéma struktury atomu, nemůžete o nich mlčet. Existují tedy tyto typy:

1. s. Mají sférický tvar.
2. str. Jsou podobné objemným číslům nebo vřetenu.
3. d a f. Mají složitou formu, kterou je těžké popsat s formálním jazykem.

Elektron každého typu lze nalézt s pravděpodobností 95% na území odpovídajících orbitálů. Předkládané informace by měly být ošetřeny klidně, poněvadž jsou spíše abstraktním matematickým modelem spíše než fyzickým skutečným stavem záležitostí. Ale to vše má dobrou prediktivní sílu s ohledem na chemické vlastnosti atomů a dokonce molekul. Čím dál od jádra je umístěna úroveň, tím více elektronů může být umístěno na něm. Počet orbitálů lze tedy vypočítat pomocí zvláštního vzorce: x². Zde x se rovná počtu úrovní. A protože na orbitály mohou být umístěny až dva elektrony, vzorec jejich číselného vyhledávání nakonec vypadá takto: 2x².

Oběžné dráhy: technické údaje

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

Jak jsou plné oběžné dráhy?

Jaké jsou pravidla a principy elektronů? Doporučujeme seznámit se se základními třemi, jejichž znění bylo zjednodušeno pro lepší pochopení:

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

V oblasti plnění pomůže periodický systém Mendelejev, a struktura atomu v tomto případě bude jasnější z hlediska obrazu. Proto v praktické práci s konstrukcí schémat prvků je nutné je udržet po ruce.

Příklad:

Abychom to shrnuli vše uvedeného článku, je možné, aby se vzorek jako atomu, elektrony jsou distribuovány v jejich úrovně, podzemních podlaží a orbitaly (co je konfigurační úroveň). Může být zobrazen jako vzorec, energetický diagram nebo jako schéma vrstvy. Zde jsou velmi dobré ilustrace, které po důkladném zkoumání pomáhají porozumět struktuře atomu. Takže nejprve vyplňte první úroveň. V tom je pouze jedna podzemní vrstva, ve které je pouze jedna orbitální. Všechny úrovně jsou vyplněny v pořadí, počínaje menším. Za prvé, v rámci jedné podúrovnice, jeden elektron na jeden elektron je umístěn na každé orbitální. Pak jsou vytvořeny páry. A v přítomnosti volné se objeví přepnutí na jiný předmět plnění. A nyní můžete nezávisle vědět, jaká je struktura atomu dusíku nebo fluoru (který byl dříve zvažován). Zpočátku to může být trochu obtížné, ale můžete procházet obrázky. Podívejme se na strukturu atomu dusíku pro přehlednost. Má 7 protonů (spolu s neutrony, které tvoří jádro) a stejný počet elektronů (které tvoří elektronovém obalu). Nejprve vyplňte první úroveň s. Má 2 elektrony. Pak přichází druhá s-úroveň. Na něm jsou také 2 elektrony. A ostatní tři jsou umístěny na úrovni p, kde každá z nich zaujímá jednu oběžnou dráhu.

Závěr

Jak je vidět, struktura atomu není tak obtížným předmětem (pokud se k tomu přiblíží z pohledu kurzu školní chemie samozřejmě). A pochopit toto téma není těžké. Nakonec vás chci informovat o některých funkcích. Například mluvení o struktuře atomu kyslíku víme, že má osm protonů a 8-10 neutronů. A protože vše v přírodě má tendenci k rovnováze, dva atomy kyslíku tvoří molekulu, kde dva nepárové elektrony tvoří kovalentní vazbu. Podobně další stabilní molekula kyslíku - ozon (O₃). Vzhledem k struktuře atomu kyslíku je možné správně formulovat formu oxidační reakce, ve které se na Zemi účastní nejvíce hojná látka.