La oss se på hvordan du kan bygge atom. Husk at det vil bli utført utelukkende på modellene. I praksis atomer er mye mer kompleks struktur. Men takket være moderne utviklingen vi er i stand til å forklare og selv klare å gjette egenskapene til kjemiske elementer (selv om ikke alle). Så, hva er kretsen struktur av atom? Det han "laget"?
Planetatommodell
Det ble først foreslått av den danske fysikeren Niels Bohr i 1913. Dette er den første teorien om atom-strukturen basert på vitenskapelige fakta. I tillegg la hun grunnlaget for moderne tematisk terminologi. Det partikler elektroner produsere en roterende bevegelse rundt en atom på det samme prinsipp som planetene rundt solen. Bohr foreslo at de bare kan eksistere i baner som er strengt på en viss avstand fra kjernen. Hvorfor så, en vitenskapsmann med plasseringen av vitenskap kan ikke forklare det, men en slik modell potdtverzhdalas mange eksperimenter. For å indikere de baner som brukes heltall som begynner med den enhet, som nummerert nærmest kjernen. Alle disse banene er også kalt lag. Y et hydrogenatom bare ett lag, som roterer en elektron. Men komplekse atomer er flere nivåer. De er delt opp i komponenter som er kombinert tett i potensiell energi på elektroner. Således har den andre allerede to undernivåer - 2s og 2p. Den tredje har tre - 3s, 3p og 3d. Og så videre. Først "befolket av" nærmere kjernen av undernivåer, og deretter lang. Hver av dem kan bare tas av et visst antall elektroner. Men dette er ikke slutten. Hver undersjikt er delt inn i orbitaler. La oss bruke en sammenligning med et normalt liv. Elektronskyen atomet i forhold til sentrum. Nivåer - denne gaten. Undernivå - privat hus eller leilighet. Orbital - rom. I hver av dem "live" en eller to elektroner. De har alle en bestemt adresse. At dette var den første ordningen av atomstrukturen. Og til slutt, om e-postadresse: de er bestemt av et sett med tall som kalles "quantum".
Bølgen atommodell
Men over tid, ble den planetariske modellen revidert. den andre teorien av atomstrukturen har blitt foreslått. Det er mer perfekt, og gjør det mulig å forklare resultatene av praktiske forsøk. I stedet for den første bølgen kom den atommodell, som tilbyr Schrodinger. Det ble allerede etablert at elektronet kan manifestere seg ikke bare som en partikkel, men også som en bølge. Og hva gjorde Schrödinger? Han brukte en ligning som beskriver bevegelsen av bølgene i det tredimensjonale rom. Dermed kan man ikke finne bevegelsesbanen av et elektron i et atom, og sannsynligheten for påvisning ved et visst punkt. Kombinerer begge teorier, elementærpartiklene er på bestemte nivåer, undernivåene og orbitaler. Ved denne modell er likheten. For å nevne et eksempel - i bølgeteori av orbital er det område hvor den elektron vil bli funnet med en sannsynlighet på 95%. På alle gjenværende plassen er 5% .Men til slutt viste det seg at trekkene i strukturen av atomer er representert med bruk av bølgemodellen, til tross for det faktum at terminologien som brukes er vanlig.
Sannsynlighetsbegrepet i denne saken
Hvorfor er betegnelsen som brukes? Heisen i 1927 formulert prinsippet av usikkerhet, som nå brukes for å beskrive bevegelse av mikropartikler. Den er basert på deres forskjell fra vanlige fysiske kropper. Hva er det? Klassisk mekanikk antas at en person kan observere fenomenet, ikke påvirke dem (observasjon av himmellegemer). Basert på disse dataene kan vi beregne hvor objektet er på et bestemt tidspunkt. Men ting må være forskjellig i mikro virksomheten. Således, for eksempel, for å observere elektron uten å påvirke det, nå er ikke mulig fordi kraftverktøyet og partiklene er ikke sammenlignbare. Dette fører til det som er å endre beliggenheten av en elementærpartikkel, staten, retning, hastighet og andre parametere. Det er meningsløst å snakke om eksakte spesifikasjoner. Den aller usikkerhet prinsippet forteller oss at det er umulig å beregne den nøyaktige banen til elektronet rundt kjernen av flyturen. Vi kan bare indikere sannsynligheten for å finne en partikkel i et gitt område av plass. Det er en slik funksjon har strukturen av atomer av kjemiske elementer. Men det bør vurderes bare vitenskapsmann i praktiske forsøk.
Sammensetningen av atomet
Men la oss fokusere på hele området vurdering. Så, i tillegg til brønn anses elektronskall, er den andre komponenten kjernen i atomet. Den består av positivt ladede protoner og nøytrale nøytroner. Vi er alle kjent med det periodiske system. Antallet av hvert element korresponderer til antallet protoner som det er. antallet nøytroner lik differansen mellom massen av atom og dets antall protoner. Kan være avvik fra denne regelen. Da sier vi at isotoper av et grunnstoff er tilstede. Kretsstrukturen av atomet er at det "omslutter" den elektronskall. Antallet elektroner er vanligvis lik det antall protoner. Massa varer omtrent 1840 ganger større enn for den første, og som er omtrent lik vekten av en nøytron. Radien av kjernen er omtrent 1/200000 atomdiameter. han har en sfærisk form. Det vil si, i alminnelighet strukturen av atomer av kjemiske elementer. Til tross for forskjellen i masse og egenskaper, de ser omtrent det samme.
baner
Bortsett fra det faktum at en slik ordning av atomene, ikke kan være tause om dem. Så det er disse typene:
- s. Ha en sfærisk form.
- s. De ligner på åtte volumetrisk eller spindelen.
- d og f. De har en kompleks form som knapt beskriver den formelle språk.
Elektronisk hver type kan med en sannsynlighet på 95% i de respektive orbitaler. For den informasjonen som presenteres bør behandles rolig, siden det er ganske abstrakt matematisk modell, snarere enn den fysiske realiteten i situasjonen. Men alt dette har det et godt prediktiv effekt med hensyn til de kjemiske egenskaper av molekyler og til og med atomer. Jo lenger fra kjernen er nivået er, desto flere elektroner bli plassert på den. Således er antallet orbitaler mulig å beregne ved hjelp av en spesiell formel: x 2. Der x er antall nivåer. Og siden orbitaler kan romme et maksimum på to elektroner, og deretter til slutt finner sin numeriske formel er som følger: 2X 2.
Baner: tekniske data
Hvis vi snakker om strukturen av et fluoratom, vil det ha tre orbitaler. Alle av dem er fylt. Energi orbitaler i ett enkelt underlag samme. Å stave dem, legg et lag nummer: 2s, 4p, 6d. Vi vender tilbake til snakke om strukturen av den fluoratom. Han vil ha to en s- og p-sublayer. Han har ni protoner og samme antall elektroner. Først, s-en nivå. Denne to elektroner. Da den andre s-nivå. Mer to elektroner. Og 5 er fylt p-verdi. Her er hans bygningen. Etter å ha lest følgende overskrifter kan du selv gjøre de nødvendige skritt og være sikker. Hvis vi snakker om de fysiske egenskapene til halogener som inkluderer fluor, bør det bemerkes at selv om de er i samme gruppe, varierer helt i sine karakteristikker. Således varierer deres koketemperatur -188 til 309 grader Celsius. Så hvorfor er de forent? Alt takket være de kjemiske egenskapene. Alle halogener, og de fleste fluor har overlegen oksiderende evne. De reagerer med metaller og kan selvantennes ved romtemperatur uten problemer.
Hvordan fylle bane?
Hvilke regler og prinsipper for elektronene befinner seg? Vennligst finn tre viktigste, har ordlyden som er forenklet for bedre forståelse:
- Prinsippet med minst energi. Elektroner tendens til å fylle orbitaler for å øke energi.
- Pauliprinsippet. I en orbital kan ikke ligge mer enn to elektroner.
- Hunds regel. Innen ett sub frie elektroner fylle første bane og deretter sammen i par.
I tilfelle av fyllingen vil bidra til det periodiske system Mendeleev, og strukturen av det atom i dette tilfellet vil bli bedre forstått ut i form av bilde. Derfor, i praktisk arbeid med bygging av kretselementer, er det nødvendig å holde det nær for hånden.
eksempel
For å oppsummere alt nevnte artikkel, er det mulig å gjøre prøven som atomet er elektronene fordelt i sine nivåer, undernivåer og orbitaler (dvs. hva er nivået konfigurasjon). Den kan representeres som en formel energidiagrammet som en krets eller lag. Her er det svært gode illustrasjoner, som ved nærmere undersøkelse bidra til å forstå strukturen i atom. Således er det første er fylt med det første nivå. I den er det bare ett sub-lag, som bare er en orbital. Alle nivåer er fylt sekvensielt fra mindre. Først, i et enkelt underlag av et enkelt elektron er plassert på hver orbital. Deretter oppretter du et par. Og avhengig av tilgjengelighet er slått til en annen gjenstand som kreves. Og nå kan du selv finne ut hva strukturen av nitrogen eller fluor (som ble diskutert tidligere). I første omgang kan det være litt vanskelig, men du kan fokusere på bildene. La oss vurdere, for klarhet og struktur av nitrogenatomet. Det har 7 protoner (sammen med nøytroner som utgjør kjernen) og det samme antall elektroner (som utgjør den elektronskall). Først s fylte første nivå. 2 elektroner derpå. Så kommer den andre s-nivå. Det er også 2 elektroner. Og de tre andre er plassert på P-nivåene er der hver av dem er en orbital.
konklusjon
Som du kan se, strukturen av atom - er ikke så vanskelig tema (hvis du nærmer deg det med plasseringen av en skole innen kjemi, selvfølgelig). Og for å forstå dette emnet er ikke vanskelig. Til slutt vil jeg fortelle om noen av funksjonene. For eksempel, snakker om strukturen av et oksygenatom, vet vi at det har åtte protoner og nøytroner 8-10. Og siden alle naturlig går mot likevekt, to oksygenatomer for å danne et molekyl, karakterisert ved at to uparede elektroner danner en kovalent binding. Likeledes kan andre former stabil oksygenmolekyl - ozon (O3). Å vite strukturen til oksygenatomet, kan være ordentlig formel oksidasjonsreaksjoner som involverer den mest vanlige substans på jorden.