Az atom felépítése: atommag, neutron, proton, elektron. Kvantum világ

A jelenleg létező atommag fő fogalmai a tömege és a töltése. A magtöltés bizonyos számú pozitív elemi töltést jelent. Az atom töltése semleges, értékét az atomban lévő elektronok száma határozza meg. A töltés meghatároz egy kémiai elemet. A magtöltés nagysága egyenlő az elemi töltés és az atommag töltésszámának szorzatával, egyenlő az elem rendszámával.

Az atommag tömege majdnem megegyezik az atom tömegével. Az atomtömeg egysége az oxigénatom tömegének 1/16-a vagy a szénizotóp tömegének 1/12-e. Az atomok tömegét nagy pontossággal határozzák meg. Ezzel egyidejűleg egy adott kémiai elem sokféle atomját fedezték fel, pl. azonos töltésű, de eltérő tömegű izotópok. Az izotópok atomtömegét atomtömegnek nevezzük. Minden kémiai elem bizonyos százalékban izotópokat tartalmaz.

Ez alapján az következik, hogy minden kémiai elemnek van egy bizonyos atomtömege, ami az átlagos tömegértéket jelenti. Az izotóp tömegeket egész számokkal fejezzük ki. Az atomtömeghez legközelebb eső, atomtömeg-egységben kifejezett egész számot tömegszámnak nevezzük. A. Az azonos tömegű, de eltérő töltésű atommagokat izobároknak nevezzük.

Az atommag spinje és mágneses momentuma

A spektrális műszerek növekvő felbontásával felfedezték a hiperfinom szerkezet jelenségét. W. Pauli azt a feltevést állította fel, hogy a jelenség az atommag spinéhez kapcsolódik.

Az atommag spinje a benne lévő részecskék spineinek összege, és az atommagban lévő nukleáris részecskék szögimpulzusa. A páros számú részecskékből álló mag spinje egységekben kifejezett egész szám h. És fordítva, páratlan számból az atommag spinje félegész szám.

Az atommagoknak mágneses momentumaik vannak. Az atommag mágneses momentuma a nukleáris részecskék mágneses momentumaiból áll. Az elektromágneses sugárzás szelektív abszorpcióját az anyag magjainak különböző energia-alszintek közötti átmenetei határozzák meg. Az elektronenergia-szintek felosztásával analóg módon a nukleáris energiaszintek több alszintre oszlanak. A váltakozó mágneses térnek való kitettség az alszintek közötti átmenetek megfelelő frekvenciájával a sugárzás szelektív elnyeléséhez vezet.

A neutron mágneses momentumának mérésére a mágneses rezonancia módszer módosított változatát végeztük el. Ennek a kísérletnek az eredménye az volt, hogy meghatározzuk, hogy a neutronnak negatív mágneses momentuma van.

A proton mágneses momentumát molekuláris nyalábeltérítési módszerrel határoztuk meg. Ez a kísérlet hasonló Stern és Gerlach módszeréhez.

A proton mágneses momentumának pozitív előjele határozza meg a proton mágneses momentuma és spinje irányának egybeesését. Egy neutron esetében a mágneses momentum iránya ellentétes a spinével.

Kernel összetétele

Az atommag tömegspektroszkópiai jellemzőinek mérése során kiderült, hogy az atomok izotópjainak tömege nagyobb, mint ezeknek az atomoknak a töltése. A töltésszám növekedésével ez a különbség növekszik. Azt is megállapították, hogy az a.m.u. egész számok vannak, pl. a mag azonos tömegű részecskékből áll.

D.D. Ivanenko hipotézist fogalmazott meg az atommag proton-neutron szerkezetére vonatkozóan. Ezen elmélet szerint az atommag töltése az Z meghatározza a protonok számát és a különbséget A – Z megadja a neutronok számát. A protonmag elemi részecskéit általában nukleonoknak nevezik. A nukleonrészecske töltése + e proton állapotban és töltésben – 0 neutronállapotban.

Nukleáris kötési energia

Az atommag nagyon stabil képződmény. Ez a stabilitás a nukleonok közötti speciális kölcsönhatáson alapul. Ennek alapján bevezették a nukleonkötési energia fogalmát, mint olyan fizikai mennyiséget, amely megegyezik azzal a munkával, amelyet egy adott nukleonnak a magból történő eltávolításához anélkül kell végrehajtani, hogy mozgási energiát és nukleáris kötési energiát adnának neki. az atommag nukleonokra osztása anélkül, hogy kinetikus energiát adna nekik.

Így az adott magot alkotó szabad nukleonok összenergiája és a magban lévő energiák közötti különbség az atommag kötési energiáját fejezi ki.

A 6. fejezet általános leírást ad arról a folyamatról, amelynek során egy kémiai tulajdonságokkal rendelkező anyag keletkezik. Ebben a természetes folyamatban a periódusos rendszer összes magjának tömege keletkezik. Amikor egy bizonyos kémiai elem keletkezik, az atommag protonokat és neutronokat tartalmaz. Ezeknek a részecskéknek az aránya a magban nem állandó. Az egyik esetben a neutronok száma lehet nagyobb, a másikban kevesebb, de a protonok száma nem haladhatja meg a neutronok számát. Ez az elmélet azt sugallja, hogy amikor atomok keletkeztek, a proton forgatónyomatékot kapott, de a neutron nem kapta meg ezt az energiát. Ez egy kémiai elem atomjainak sokféleségét jelenti, pl. izotópok. Így amikor neutronanyag-sugarat lövell ki egy kvazár, a neutronok többsége nem kap spint, azaz. a protonok a kémiai tulajdonságokkal rendelkező anyag tömegének kevesebb mint felét teszik ki.

Az elemi részecske nukleonja a hidrogénatom protonja formájában a legnagyobb spinsebességgel rendelkezik. A következő a periódusos rendszerben a hélium atom, amelynek két protonja és két neutronja van. Minden hélium proton arra fordítja energiáját, hogy sebességet adjon egy neutronnak. A hélium atom magjának összimpulzusa nem változik. Ez az energia csak a protonok és a neutronok között oszlik meg. A proton sebessége két lépésben csökken, a fénysebesség feléről egynegyedére:

V Házasodik = c / 4.

A proton energiájának fele a neutronhoz került, ezzel felére csökkentve a mátrix vákuumkörnyezetének a héliumatomra nehezedő nyomását. Az elektron szögimpulzusa is megváltozott.

Így a hélium atom töltése nem változik, i.e. magjának teljes nyomatékának kölcsönhatása a mátrix vákuumkörnyezetével nem változik.

Ha neutronokból nukleon keletkezik, akkor a rendszernek ennek megfelelően nem lesz nyomatéka, pl. a díj nulla lesz. Egy neutron hosszú ideig létezhet időben, de elszigetelt környezetben. A vákuumkörnyezetet azonban az elektromágneses sugárzás nagy tartománya hatol át. A neutron pedig folyamatosan tapasztalja ezt a hatást, és a végén elemi hatáskvantumokká bomlik.

A nehéz atommagok között vannak olyan képződmények, ahol azonos tömeg mellett a protonok száma változó. És ennek következtében a mag forgatónyomatéka megváltozik, i.e. a töltése.

A magfizikában elfogadott, hogy egy kémiai elem sajátosságát az atommag töltése határozza meg. A Zr, Mo, Ru kémiai elemek hármasában a tömegszám azonos értékű, a töltés, i.e. ezeknek a magoknak a nyomatéka eltérő. Ez a különbség abban rejlik, hogy ezek az atommagok különböző számú protont tartalmaznak. A cirkónium, a molibdén és a ruténium spinjei határozzák meg a külső héj elektronjainak számát. Ez kifejezi ezen elemek kémiai egyéniségét.

A „Kvantummechanika” fejezetben megadtuk a spektrumvonalak finomszerkezetének fogalmát 6 A-en. Ennek oka a fotonok állandó sűrűsége a mátrix vákuumkörnyezetében.

A spektrumvonalak hiperfinom szerkezetének felfedezett hasadását a mátrix vákuumkörnyezetben állandó fotonsűrűség koncepciója is indokolja. Ez a fotonspektrum az ultraibolya sugaraktól a gamma-sugarakig terjed. De ezeknek a sugaraknak a mozgása kaotikus, és kiterjed a tér teljes térfogatára, ahol a mátrix közeg anyaga található, és kölcsönhatásba lép az anyag atomjainak külső elektronjaival. A kísérletben A.N. Terenin és L.N. Az 5890 A-nek megfelelő Dobrecov-vonal egy 0,021 A-es fotonnal, az 5896 A-vonal pedig 0,023 A-val megnagyobbodik. Ezt a minimális megnagyobbodást a műszerek felbontásának növekedése miatt fedezték fel.

Az elektronhoz hasonlóan az atommag is a tengelye körül forog az anyagi test vákuumkörnyezetben történő mozgatásának elve szerint. A magspin magának az atommagnak és a de Broglie-hullámnak a forgása, amelyet a vákuumközeg nyomja. Amikor ez a hullám mozog, a mátrix vákuumot a térfogatára tágítja. Kinetikus energiája pedig átalakul a vákuumkörnyezet potenciális energiájává, azaz. a közeg részecskéi összenyomódnak. Ezután a vákuumközeg visszaadja energiáját az atommagnak. A közeg bővítésének folyamata, i.e. a vákuum mozgása az atommag mágneses momentuma. Ez a hullám úgy néz ki, mint egy lemez. A különböző kémiai elemek forgási sebessége eltérő, de nem haladja meg a hidrogénatom magjának lineáris sebességét.

A mágneses rezonancia mérésére irányuló kísérletben. A neutronok két ferromágnesen haladtak át. Mágneseken való áthaladáskor megkapta eredeti sebességét. A neutron mozgását az anyagi test mozgásának elve határozza meg mátrix vákuum környezetben. A neutron széttolja az őt körülvevő vákuumkörnyezet részecskéit, azok mozgást kapnak. A részecskék vákuumközegben történő bármilyen mozgása mágneses mezőt jelent.

Az atommagban a neutronok és a protonok egymáshoz képest nyugalmi állapotban vannak. A mag erős kapcsolatát a vákuumkörnyezet végzi. Folyamatosan nyomást gyakorol a nukleáris anyag szférájára. Számítsuk ki ennek az anyagnak a térfogatát egy hidrogénatomban:

V méreg = V V · N méreg = 1,86 10 –41 m 3,

Ahol N méreg - a vákuumkörnyezet extra részecskéinek mennyisége a protonban.

A proton maganyagának sugara egyenlő:

R méreg = 1,6 10 –14 m

Határozzuk meg a nyomást a hidrogénatom atommagjának felületén:

R méreg = N víz / 4π R 2 méreg = 4,6 10 7 kg/m 2

A vákuum által nyomott protonban lévő atomanyag területe egyenlő:

S méreg = 4π R 2 méreg = 3,4·10 –27 m2.

A vákuumerőt ezen a területen a következők határozzák meg:

F méreg = Sén · R méreg = 2,5·10 –19 kg.

Számítsuk ki, hogy mekkora lesz a nyomás a protonmagban a vákuumterületen a protonsugár felénél:

R = 1/2 RÉN.

A felesleges részecskék száma nyolcszorosára csökken:

n= 3,15·10 5 .

Ezen részecskék térfogata a következő lesz:

V = V m.v. = 2,3·10 –42 m3,

R= 0,81·10 –14 m.

A proton felületén a feszültség az N= 2,5 10 –19 kg, akkor a sugárnál a nyomás egyenlő R méreg /2 lesz:

R = N/ 4π R 2 = 3,0·10 8 kg/m2.

Mint látható, a protonban lévő nyomás növekszik, ahogy a sugara csökken. Ez a jelenség a nukleáris erőket jelképezi.

Számítsuk ki a héliumatom atommagjának felületére nehezedő nyomást!

Az atommag vákuumkörnyezetben történő forgása által keltett feszültség egyenlő:

N gél = 2 N víz = 5,0·10 –19 kg.

Az extra részecskék száma a magban:

N gél = 4 N méreg = 1,0 10 7

A maganyag térfogata egy héliummagban:

V gél. = V m.v. · N gél = 7,5 10 –41 m 3,

R= 2,6·10 –14 m

Nyomás a mag felületén:

R = N gél/4π R 2 = 5,9 10 7 kg/m 2

A hélium atom nyomása 3,5-szeresére nőtt.

A kémiai elemek magjainak felületére gyakorolt ​​nyomás eltérő. Mengyelejev periódusos rendszerének elején ez a nyomás 1,8 10 7 kg/m 2 és 9,5 10 7 kg/m 2 között mozog.

A periódusos rendszer középső részén a nyomás 1,1·10 8 – 1,57·10 8 kg/m2 között mozog.

Ahogy a nukleonok száma a sejtmagban tovább növekszik, a nyomás is növekszik.

Mint jeleztük, a kémiai elem tömegének növekedésével a töltés nem csökken, de az atommag kerületi sebessége csökken. Innentől tudjuk kifejezni.

átlagsebesség én– kémiai elem:

V Házasodik · én = Val vel / 2n ,

Ahol n = A / z; A- tömegszám; én– kémiai elem; z– díjszám.

A természetes radioaktivitás jelenségét az jellemzi, hogy egyes atommagok átalakulnak másokká. Vannak könnyű, természetesen radioaktív magok is: K, C, Rb izotópok stb. Ahogy a gyakorlat azt mutatja, az izotóp tömege csaknem egész számokkal növekszik, i.e. a neutronok számának növekedése miatt. Vagyis ebben az esetben megnő a vákuumkörnyezet nyomása az izotópmag felszínén, és csökken a kémiai elem magjának kerületi sebessége.

A nehéz kémiai elemek esetében az atommagok perifériás sebessége több mint két és félszeresére csökken. A tríciummag esetében ez a sebesség 60 km/s-ra csökken.

Bármely atommag körüli vákuumkörnyezet átlagos fotonsűrűséggel rendelkezik. Amikor az atommag kerületi sebessége csökken, az infravörös sugárzásból a gamma-sugárzásig terjedő fotonoknak nagyobb lehetősége van eljutni az atommag felszínére. A fotonok behatolása az atommagba az atom pólusainak felületéről történik. Az atommag nukleonja, miután megkapta a foton energiáját, megnöveli a sebességét és elhagyja az atomot. Általában ez a mechanizmus a sugárzás jelensége.

Így a magban lévő nukleonok között fennálló erős kötés a vákuumkörnyezetnek a vákuumban lévő mag feszültségére adott válasza révén valósul meg. A vákuumkörnyezet folyamatosan nyomja a mag gömbjének területét, és ugyanazt a geometriai formát adja. A hidrogénatom magjában található fő energia a hátában található. A magra állandóan külső erők hatnak. A mag pedig folyamatosan mozog mindhárom koordináta mentén. Ennek megfelelően a de Broglie-hullám is forog a térben. Ennek eredményeként fellép az elektronprecesszió jelensége.

Amikor egy atommag forog, de Broglie-hulláma gyakorlatilag az atomgömb minden pontján megtalálható. Egy pont területe annak az elektronnak a területe, amely az atom pályáján van. Vagyis a de Broglie-hullám hatássugara mutatja a maximális hatását az atommagból.

Az a munkamennyiség, amelyet az atommag alkotó nukleonokra való felosztásához kell elvégezni, nem lehet kevesebb, mint magának a mag spinjének energiája. A maghasadás fogalma egyenértékű annak megállításával. De Broglie hullám, i.e. Maga a spin folyamatosan változtatja helyét az atom gömbjén, és ezt nehéz célirányosan befolyásolni. Ehhez energiára van szükség, amely nagyságrendben nem lenne kisebb, mint az atommag spinjének energiája az atom gömbjének minden pontjában. Ha a magra gyakorolt ​​hatás legalább a fele a szükséges értéknek, akkor a mag, i.e. az atom ennek az erőnek a befolyásával ellentétes irányba fog elmozdulni. Úgy tűnik, hogy a mag visszapattan ettől az erőtől, mint egy felső, amikor érintkezik egy tárggyal.

Az atommag felosztási munkájának kiszámításához meg kell szorozni a spin értékét az elektron területeinek számával:

W verseny = N · L stb.,

Ahol L pr – a proton taszító momentuma.

Az atommagok fizikai tulajdonságai.
Feladva a ref.rf
Alaptöltés. Kernel mérete. A magok pillanatai.
Feladva a ref.rf
Nukleáris spin. Az atommag mágneses és elektromos momentumai. Atomtömeg és atomtömeg. Tömeghiba. A kommunikáció energiája. A kötési energia főbb jellemzői. Alapszabály. Nukleáris erők: alapvető jellemzők, az atommag Coulomb- és magpotenciáljai. A nukleáris erők csere jellege.

Moseley törvénye. Az atommag elektromos töltését az összetételét alkotó protonok alkotják. A protonok száma Z töltésnek nevezik, ami azt jelenti, hogy a nukleáris töltés abszolút értéke egyenlő Ze. A nukleáris töltés egybeesik a sorozatszámmal Z elem Mengyelejev elemeinek periódusos rendszerében. Az atommagok töltéseit először Moseley angol fizikus határozta meg 1913-ban. A hullámhossz mérésével kristály segítségével λ Egyes elemek atomjaira jellemző röntgensugárzás, Moseley a hullámhossz szabályos változását fedezte fel λ a periódusos rendszerben egymást követő elemekre (2.1. ábra). Moseley ezt a megfigyelést függőségként értelmezte λ valamilyen atomi állandótól Z, amely elemenként eggyel változik, és hidrogén esetében eggyel egyenlő:

hol és vannak állandók. A röntgenkvantumok atomi elektronok általi szórásával kapcsolatos kísérletekből és α -részecskék atommagok szerint, már korábban is ismert volt, hogy az atommag töltése megközelítőleg az atomtömeg felével egyenlő, ezért közel van az elem rendszámához. Mivel a jellegzetes röntgensugárzás kibocsátása az atomban zajló elektromos folyamatok következménye, Moseley arra a következtetésre jutott, hogy a kísérletei során talált atomi állandó, amely meghatározza a jellegzetes röntgensugárzás hullámhosszát és egybeesik az elem rendszámával, csak az atommag töltése legyen (Moseley törvénye).

Rizs. 2.1. Moseley által a szomszédos elemek atomjainak röntgenspektrumai

A röntgenhullámhossz-mérés nagy pontossággal történik, így a Moseley-törvény alapján abszolút megbízhatóan megállapítható az atom kémiai elemhez való tartozása. Ugyanakkor az a tény, hogy az állandó Z az utolsó egyenletben az atommag töltése, bár közvetett kísérletekkel alátámasztva van, végül egy posztulátumon – Moseley törvényén – nyugszik. Emiatt Moseley felfedezése után a nukleáris töltéseket többször is mérték szórási kísérletekben. α -részecskék Coulomb törvénye alapján. 1920-ban Chadwig továbbfejlesztette a szórványok arányának mérési technikáját α -részecskéket, és megkapta a réz-, ezüst- és platinaatomok magjainak töltéseit (lásd 2.1. táblázat). Chadwig adatai nem hagynak kétséget Moseley törvényének érvényessége felől. A kísérletek ezen elemek mellett a magnézium, alumínium, argon és arany atommagjainak töltéseit is meghatározták.

2.1. táblázat. Chadwick kísérleteinek eredményei

Definíciók. Moseley felfedezése után világossá vált, hogy az atom fő jellemzője az atommag töltése, és nem az atomtömeg, ahogy azt a 19. századi kémikusok feltételezték, mivel az atommag töltése határozza meg az atomelektronok számát, és ezért az atomok kémiai tulajdonságai. A kémiai elemek atomjai közötti különbségek oka éppen az, hogy atommagjuk összetételében eltérő számú proton található. Éppen ellenkezőleg, az azonos számú protonnal rendelkező atommagok eltérő számú neutronja semmilyen módon nem változtatja meg az atomok kémiai tulajdonságait. Azokat az atomokat, amelyek csak az atommagjukban található neutronok számában különböznek egymástól, úgynevezett izotópok kémiai elem.

Az atommagban meghatározott számú protont és neutront tartalmazó atomot általában ún nuklid. A mag összetételét a számok határozzák meg ZÉs A. Izotópról csak akkor beszélnek, ha azt jelenti, hogy egy kémiai elemhez tartozik, például a 235 U az urán izotópja, de a 235 U egy hasadó nuklid, nem pedig egy hasadó izotóp.

Azokat az atomokat, amelyek magjában ugyanannyi neutron, de különböző számú proton van, nevezzük izotóniák. Azonos tömegszámú, de eltérő proton-neutron összetételű atomokat nevezzük izobárok.

CORE CHARGE - koncepció és típusok. A "CORE CHARGE" kategória besorolása és jellemzői 2017, 2018.

1 oldal

Az atommag töltésének mértékét az atommagban lévő protonok száma határozza meg. Az atom tömege az atommagban lévő protonok és neutronok számától függ.  

Az atom- vagy atomszámok numerikusan egybeesnek az atommag töltési mennyiségével, elektronikus egységekben kifejezve.  

Az atomszámok (vagy atomszámok) numerikusan megegyeznek az atommag töltési mennyiségével, elektronikus egységekben kifejezve.  

1913-ban Moseley felfedezett egy törvényt, amelynek lényege az volt, hogy az atommagok töltéseinek nagysága elemről elemre egymás után eggyel nő.  

De ahhoz, hogy egy ilyen tudományosan megalapozott elméletet alkossunk az atom szerkezetéről, elképzelésekre volt szükség az atommag töltésének nagyságáról és az atomhéjban lévő elektronok számáról.  

A Rutherford-féle képlet (III.4) lehetővé teszi, hogy meghatározzuk a Ze atom magjának töltésének értékét a bizonyos dn térszögbe elhajlított a-részecskék számával és az N számmal, mivel minden más mennyiség mérhető.  

Kiderült, hogy az elemek természetes osztályozása, amelyet D. I. Mengyelejev periodikus rendszerében adott, szigorúan összhangban van az atommagok töltéseinek értékeivel.  

Így az atomok olyan tulajdonságát találták, amelytől a periódusos rendszerben elfoglalt helyzetük függ: egy kémiai elem helyét a Mengyelejev-rendszerben az elem atomjainak magjában lévő töltés nagysága határozza meg.  

Hasonlóképpen, a röntgensugarak hullámhossza nemcsak az elektronok sebességétől függ, hanem attól is, hogy milyen anyaggal ütköznek az elektronok. Ahogy Moseley megállapította, ez az anyagot alkotó elem atommagjának töltésétől függ.  

A neutron töltése nulla. Következésképpen a neutronok nem játszanak szerepet az atommag töltési mennyiségében. A króm sorozatszáma is megegyezik ezzel az értékkel.  

E modell szerint az atom egy kis pozitív töltésű magból, amelyben az atom szinte teljes tömege koncentrálódik, és az atommagot körülvevő negatív töltésű elektronokból áll. Ezenkívül a kialakult szórási törvény lehetővé tette az atommagok töltéseinek nagyságának meghatározását, mivel a Rutherford-képlet szerint a szóródás intenzitása egy adott szögben arányos a magtöltés négyzetével. Az alfa-részecskék különféle anyagokban való szóródásával kapcsolatos kísérletek elemzése eredményeként először határozták meg számos atom atommagjának töltéseinek értékét. Moseley megállapította, hogy az elemek jellegzetes röntgensugárzásának frekvenciái monoton módon nőnek az elem rendszámának növekedésével a periódusos rendszerben. A / (- vonalak) frekvenciájának négyzetgyöke arányos (Z - 1), ahol Z a rendszám, azonosítva az atommag pozitív töltési egységeinek számával. A Z szám, amely szintén egyenlő a A semleges atom elektronjainak száma nyilvánvalóan egyértelműen meghatározza az elem kémiai tulajdonságait.  

Oldalak: 1    

Utasítás

D.I. Mengyelejev asztalában, mint egy többszintes lakóházban, vannak „” kémiai elemek, amelyek mindegyike saját lakást foglal el. Így minden elemnek van egy meghatározott sorozatszáma, amely a táblázatban látható. A kémiai elemek számozása balról jobbra, felülről lefelé kezdődik. A táblázatban a vízszintes sorokat pontoknak, a függőleges oszlopokat pedig csoportoknak nevezzük. Ez azért fontos, mert csoport- vagy periódusszámmal is jellemezhetünk néhány paramétert atom.

Az atom kémiailag oszthatatlan, ugyanakkor kisebb komponensekből áll, amelyek lehetnek (pozitív töltésű részecskék), (negatív töltésű) (semleges részecskék). A tömeg atom az atommagban (protonok és neutronok miatt), amely körül az elektronok forognak. Általában az atom elektromosan semleges, vagyis a pozitívak száma díjak egybeesik a negatívak számával, ezért a protonok száma azonos. Pozitív töltés kernelek atom pontosan a protonoknak köszönhetően megy végbe.

1. példa Határozza meg a töltést kernelek atom szén (C). Elkezdjük elemezni a szén kémiai elemét, D. I. Mengyelejev táblázatára összpontosítva. A szén a 6. számú "lakásban" van. Ezért azt kernelek+6 6 proton (pozitív töltésű részecskék) miatt, amelyek az atommagban helyezkednek el. Figyelembe véve, hogy az atom elektromosan semleges, ez azt jelenti, hogy 6 elektron is lesz.

2. példa Határozza meg a töltést kernelek atom alumínium (Al). Az alumíniumnak van egy sorozatszáma - No. 13. Ezért a töltés kernelek atom alumínium +13 (13 proton miatt). 13 elektron is lesz.

3. példa Határozza meg a töltést kernelek atom ezüst (Ag). Az ezüstnek van egy sorozatszáma - No. 47. Ez a töltést jelenti kernelek atom ezüst + 47 (47 proton miatt). 47 elektron is van.

jegyzet

D.I. Mengyelejev táblázatában minden kémiai elemhez két numerikus érték van feltüntetve. Ne keverje össze egy elem rendszámát és relatív tömegét

Egy kémiai elem atomja a következőkből áll kernelekés elektronikus héj. Az atommag az atom központi része, amelyben szinte teljes tömege koncentrálódik. Az elektronhéjjal ellentétben az atommagnak pozitívuma van díj.

Szükséged lesz

• Egy kémiai elem atomszáma, Moseley törvénye

Utasítás

És így, díj kernelek egyenlő a protonok számával. Viszont az atommagban lévő protonok száma megegyezik az atomszámmal. Például a hidrogén rendszáma 1, vagyis a hidrogén atommagja egy protonból áll, és díj+1. A nátrium rendszáma 11, díjövé kernelek egyenlő +11.

Az alfa-bomlás során kernelek atomszáma kettővel csökken egy alfa részecske kibocsátása miatt ( kernelek atom). Így az alfa-bomláson átesett atommag protonjainak száma is kettővel csökken.
A béta-bomlás három különböző módon történhet. Béta-mínusz bomlás esetén a neutron kibocsátáskor antineutrínóvá alakul. Akkor díj kernelek egységenként.
Béta-plusz bomlás esetén a proton neutronná, pozitronná és nitrinóvá alakul, díj kernelek eggyel csökken.
Elektronikus rögzítés esetén díj kernelek is eggyel csökken.

Díj kernelek egy atom jellemző sugárzásának spektrumvonalainak frekvenciájából is meghatározható. Moseley törvénye szerint: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, ahol v a spektrális karakterisztikus sugárzás, R a Rydberg-állandó, S a szűrési állandó, n a főkvantumszám.
Így Z = n*sqrt(v/r)+s.

Videó a témáról

Források:

• hogyan változik a nukleáris töltés?

Az atom az egyes elemek legkisebb részecskéje, amely hordozza kémiai tulajdonságait. Mind az atom létezése, mind szerkezete ősidők óta spekulációk és tanulmányok tárgya. Megállapítást nyert, hogy az atomok szerkezete hasonló a Naprendszer szerkezetéhez: a központban egy nagyon kis helyet foglaló, de szinte az egész tömeget magában foglaló atommag található; „bolygók” keringenek körülötte – negatívot hordozó elektronok díjak. Hogyan lehet megtalálni a töltést? kernelek atom?

Utasítás

Bármely atom elektromosan semleges. De mivel negatívumot hordoznak díjak, ellentétes töltésekkel kell egyensúlyba hozni őket. Ez igaz. Pozitív díjak„protonnak” nevezett részecskéket hordoznak az atommagban. A proton sokkal nagyobb tömegű, mint az elektron: tömege eléri az 1836 elektront!

A legegyszerűbb eset a periódusos rendszer első elemének hidrogénatomja. Ha a táblázatot nézzük, látni fogja, hogy az első számú, és a magja egyetlen protonból áll, amely körül egyetlen proton forog. Ebből következik, hogy kernelek a hidrogénatom +1.

Más elemek magjai már nemcsak protonokból állnak, hanem úgynevezett „neutronokból” is. Amint a névből könnyen megállapítható, egyáltalán nem hordoznak semmilyen töltést - sem negatív, sem pozitív. Ezért ne feledje: nem számít, hány neutron része az atomnak kernelek, csak a tömegére hatnak, a töltésére azonban nem.

Ezért a pozitív töltés mennyisége kernelek Egy atom mérete csak attól függ, hogy hány protont tartalmaz. De mivel, mint már jeleztük, az atom elektromosan semleges, magjának ugyanannyi protont kell tartalmaznia, mint amennyi körül forog. kernelek. A protonok számát a periódusos rendszerben szereplő elem rendszáma határozza meg.

Vegye figyelembe több elemet. Például a jól ismert és létfontosságú oxigén a 8-as számú „sejtben” található, ezért magja 8 protont tartalmaz, és a töltés kernelek+8 lesz. A vas a 26-os számú „cellát” foglalja el, és ennek megfelelően töltése van kernelek+26. És a fém - 79-es sorozatszámmal - pontosan ugyanilyen töltésű lesz kernelek(79), + jellel. Ennek megfelelően egy oxigénatom 8 elektront, egy atom 26, az aranyatom pedig 79 elektront tartalmaz.

Videó a témáról

Normál körülmények között az atom elektromosan semleges. Ebben az esetben az atom magja, amely protonokból és neutronokból áll, pozitív, az elektronok negatív töltést hordoznak. Ha elektrontöbblet vagy hiány van, az atom ionná alakul.

Utasítás

A kémiai vegyületek lehetnek molekuláris vagy ionos természetűek. A molekulák elektromosan semlegesek, és az ionok bizonyos töltést hordoznak. Így az NH3 ammónia molekula semleges, de az NH4+ ammóniumion pozitív töltésű. Az ammónia molekulában a cseretípusnak megfelelően kialakuló kötések. A negyedik hidrogénatomot donor-akceptor mechanizmussal adják hozzá, ez is kovalens kötés. Ammónium keletkezik, amikor az ammónia reagál savas oldatokkal.

Fontos megérteni, hogy egy elem magjának töltése nem függ a kémiai átalakulásoktól. Nem számít, hány elektront ad hozzá vagy vesz el, az atommag töltése változatlan marad. Például egy O atomot, egy O-aniont és egy O+ kationt ugyanaz a +8 nukleáris töltés jellemez. Ebben az esetben az atomnak 8 elektronja van, az anionnak 9, a kationnak 7. Magát az atommagot csak magtranszformációk révén lehet megváltoztatni.

A nukleáris reakció leggyakoribb típusa a radioaktív bomlás, amely a természetben is előfordulhat. Az ilyen bomláson átesett elemek atomtömege szögletes zárójelben van. Ez azt jelenti, hogy a tömegszám nem állandó, és idővel változik.

Az elemek periódusos rendszerében D.I. A Mengyelejev ezüst 47-es sorozatszámmal és „Ag” (argentum) jelöléssel rendelkezik. Ennek a fémnek a neve valószínűleg a latin „argos” szóból származik, ami „fehér”, „fényes”.

Utasítás

Az ezüstöt már a Kr.e. 4. évezredben ismerte az emberiség. Az ókori Egyiptomban még „fehér aranynak” is nevezték. Ez a fém természetes formában és vegyületek, például szulfidok formájában is előfordul a természetben. Az ezüströgök nehézek, és gyakran tartalmaznak aranyat, higanyt, rezet, platinát, antimont és bizmutot.

Az ezüst kémiai tulajdonságai.

Az ezüst az átmeneti fémek csoportjába tartozik, és a fémek összes tulajdonságával rendelkezik. Az ezüst aktivitása azonban alacsony - a fémek elektrokémiai feszültségsorában a hidrogéntől jobbra, szinte a legvégén található. A vegyületekben az ezüst leggyakrabban +1 oxidációs állapotot mutat.

Normál körülmények között az ezüst nem lép reakcióba oxigénnel, hidrogénnel, nitrogénnel, szénnel, szilíciummal, de kölcsönhatásba lép a kénnel, ezüst-szulfidot képezve: 2Ag+S=Ag2S. Hevítéskor az ezüst kölcsönhatásba lép a halogénekkel: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Az oldható ezüst-nitrát AgNO3 a halogenidionok kvalitatív meghatározására szolgál oldatban – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Például, ha klóranionokkal lép kölcsönhatásba, az ezüst oldhatatlan fehér AgCl↓ csapadékot ad.

Miért sötétednek el az ezüst tárgyak, ha levegő éri?

Az ezüsttermékek fokozatos hanyatlásának okát az magyarázza, hogy az ezüst a levegőben lévő hidrogén-szulfiddal reagál. Ennek eredményeként Ag2S film képződik a fém felületén: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

Egy alfa-részecske vékony aranyfólián való áthaladását tanulmányozva (lásd a 6.2. fejezetet) E. Rutherford arra a következtetésre jutott, hogy az atom egy nehéz, pozitív töltésű magból és az azt körülvevő elektronokból áll.

Mag az atom központi részének nevezzük,amelyben az atom szinte teljes tömege és pozitív töltése koncentrálódik.

BAN BEN az atommag összetétele elemi részecskéket tartalmaz : protonok És neutronok (nukleonok a latin szóból atommag- mag). Az atommag ilyen proton-neutron modelljét a szovjet fizikus javasolta 1932-ben D.D. Ivanenko. A proton pozitív töltésű e + = 1,06 10 –19 C és nyugalmi tömege m p= 1,673·10 –27 kg = 1836 nekem. Neutron ( n) – semleges részecske nyugalmi tömeggel m n= 1,675 10 –27 kg = 1839 nekem(hol van az elektron tömege nekem, egyenlő 0,91·10 –31 kg). ábrán. A 9.1. ábra a hélium atom szerkezetét mutatja a 20. század végének - 21. század eleji elképzelések szerint.

Alaptöltés egyenlő Ze, Ahol e- proton töltés, Z– díjszám, egyenlő sorozatszám kémiai elem Mengyelejev elemi periódusos rendszerében, i.e. protonok száma az atommagban. Az atommagban lévő neutronok számát jelöljük N. Általában Z > N.

Jelenleg ismert kernelek with Z= 1-től Z = 107 – 118.

A nukleonok száma a magban A = Z + N hívott tömegszám . Magok ugyanazzal Z, de más A hívják izotópok. Magok, hogy, ugyanazzal A különbözőek Z, hívják izobárok.

Az atommagot ugyanazzal a szimbólummal jelöljük, mint a semleges atomot, ahol x– kémiai elem szimbóluma. Például: hidrogén Z= 1-nek három izotópja van: – protium ( Z = 1, N= 0), – deutérium ( Z = 1, N= 1), – trícium ( Z = 1, N= 2), az ónnak 10 izotópja van stb. Egy kémiai elem izotópjainak túlnyomó többsége azonos kémiai és hasonló fizikai tulajdonságokkal rendelkezik. Összesen mintegy 300 stabil izotóp és több mint 2000 természetes és mesterségesen előállított izotóp ismert. radioaktív izotópok.

A mag méretét a mag sugara jellemzi, amely a mag határának elmosódása miatt konvencionális jelentéssel bír. Még E. Rutherford is kísérleteit elemezve kimutatta, hogy az atommag mérete megközelítőleg 10-15 m (az atom mérete 10-10 m). Van egy empirikus képlet a mag sugarának kiszámítására:

Ahol R 0 = (1,3 – 1,7)·10 –15 m Ez azt mutatja, hogy az atommag térfogata arányos a nukleonok számával.

A maganyag sűrűsége 10 17 kg/m 3 nagyságrendű, és minden atommag esetében állandó. Jelentősen meghaladja a legsűrűbb közönséges anyagok sűrűségét.

A protonok és a neutronok azok fermionok, mert pörögjön ħ /2.

Az atommag rendelkezik belső szögimpulzus – nukleáris spin :

,

(9.1.2)

Ahol én – belső(teljes)spin kvantumszám.

Szám én egész vagy fél egész értékeket fogad el 0, 1/2, 1, 3/2, 2 stb. Magok a még A van integer spin(egységekben ħ ) és engedelmeskedjen a statisztikáknak Bose–Einstein(bozonok). Magok a páratlan A van fél egész szám pörgetés(egységekben ħ ) és engedelmeskedjen a statisztikáknak Fermi–Dirac(azok. magok - fermionok).

A magrészecskéknek saját mágneses momentumaik vannak, amelyek meghatározzák az atommag egészének mágneses momentumát. Az atommagok mágneses momentumainak mértékegysége a magmagneton μ méreg:

Itt e– az elektrontöltés abszolút értéke, m p- proton tömeg.

Nukleáris magneton be m p/nekem= 1836,5-szer kisebb, mint a Bohr-magneton, ebből az következik egy atom mágneses tulajdonságait elektronjainak mágneses tulajdonságai határozzák meg .

Az atommag spinje és mágneses momentuma között kapcsolat van:

ahol γ méreg – nukleáris giromágneses arány.

A neutron negatív mágneses momentuma μ n≈ – 1,913μ méreg, mivel a neutron spinjének iránya és mágneses momentuma ellentétes. A proton mágneses momentuma pozitív és egyenlő μ-vel R≈ 2,793 μ méreg. Iránya egybeesik a proton spinjének irányával.

A protonok elektromos töltésének eloszlása ​​az atommagban általában aszimmetrikus. Ennek az eloszlásnak a gömbszimmetrikustól való eltérésének mértéke a az atommag kvadrupol elektromos momentuma K. Ha a töltéssűrűséget mindenhol azonosnak tételezzük fel, akkor K csak a mag alakja határozza meg. Tehát a forradalom ellipszoidjára

,

(9.1.5)

Ahol b– az ellipszoid féltengelye a forgásirány mentén, A– féltengely merőleges irányban. A forgásirány mentén megnyúlt mag esetében b > AÉs K> 0. Ebben az irányban lapított magnál b < aÉs K < 0. Для сферического распределения заряда в ядре b = aÉs K= 0. Ez igaz azokra a magokra, amelyek spinje 0 vagy ħ /2.

A bemutatók megtekintéséhez kattintson a megfelelő hivatkozásra: