В конце XIX - начале XX века физики доказали, что атом является сложной частицей
и состоит из более простых (элементарных
) частиц. Были обнаружены:
· катодные лучи(английский физик Дж. Дж.Томсон, 1897 г.),частицы которых получили название электроныe− (несут единичный отрицательный заряд);
· естественная радиоактивность
элементов (французские ученые - радиохимики А. Беккерель и М. Склодовская-Кюри, физик Пьер Кюри, 1896 г.) и существование б-частиц (ядер гелия
4He2+);
· наличие в центре атома положительно заряженного ядра
(английский физик и радиохимик Э. Резерфорд, 1911 г.);
· искусственное превращение одного элемента в другой
, например азота
в кислород
(Э. Резерфорд, 1919 г.). Из ядра атома одного элемента (азота - в опыте Резерфорда) при соударении с б-частицей образовывалось ядро атома другого элемента (кислорода) и новая частица, несущая единичный положительный заряд и названная протоном(p+, ядро 1H)
· наличие в ядре атома электронейтральных
частиц - нейтронов
n0 (английский физик Дж. Чедвик, 1932 г.).
В результате проведенных исследований было установлено, что в атоме каждого элемента (кроме 1H) присутствуют протоны
, нейтроны
и электроны
, причем протоны и нейтроны сосредоточены в ядре
атома, а электроны
- на его периферии (в электронной оболочке
).
Число протонов
в ядре равно числу электронов
в оболочке атома и отвечает порядковому номеру
этого элемента в Периодической системе.
Электронная оболочка
атома представляет собой сложную систему. Она делится на подоболочки с разной энергией (энергетические уровни
); уровни, в свою очередь, подразделяются на подуровни
, а подуровни включают атомные орбитали
, которые могут различаться формой и размерами (обозначаются буквами s, p, d, f и др.).
Итак, главной характеристикой атома является не атомная масса, а величина положительного заряда ядра. Это более общая и точная характеристика атома, а значит, и элемента. От величины положительного заряда ядра атома зависят все свойства элемента и его положение в периодической системе. Таким образом, порядковый номер химического элемента численно совпадает с зарядом ядра его атома. Периодическая система элементов является графическим изображением периодического закона и отражает строение атомов элементов.
Теория строения атома объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительного заряда атомных ядер от 1 до 110 приводит к периодическому повторению у атомов элементов строения внешнего энергетического уровня. А поскольку от числа электронов на внешнем уровне в основном зависят свойства элементов, то и они периодически повторяются. В этом физический смысл периодического закона.
Каждый период в периодической системе начинается элементами, атомы которых на внешнем уровне имеют один s-электрон (незавершенные внешние уровни) и потому проявляют сходные свойства — легко отдают валентные электроны, что обуславливает их металлический характер. Это щелочные металлы — Li, Na, К, Rb, Cs.
Химия в поисках альтернативных источников энергии
Неважно, когда на
Земле закончится нефть, - через пятьдесят, сто или двести лет. Ясно, что
источник энергии исчерпаем в принципе и, следовательно, ему рано или поздно
придётся искать альтер ...
Классы неорганических веществ. Растворы электролитов. Размеры атомов и водородная связь
...