строение атома азота, модель

Модель атома азота

Все тела окружающие нас, несмотря на их разнообразие, состоят из мельчайших частиц – атомов, состоящих, в свою очередь, из еще меньших частиц — протонов, нейтронов и электронов. Это стало известно  относительно недавно, атом долгое время считался неделимой частицей, т.е простейшей (см историю развития представлений об атоме).

 

В основе современной теории строения атома лежат следующие основные положения:

  • Атом состоит из ядра и электронной оболочки
  • Электронная оболочка – совокупность движущихся вокруг ядра электронов
  • Ядра атомов заряжены положительно, они состоят из протонов p и нейтронов n (вместе носят название нуклоны).Заряд ядра равен сумме протонов (обозначены красным цветом на рисунке).
  • Атом в целом электронейтрален, число электронов е– равно числу протонов p+ , равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Именно заряд ядра является основной характеристикой атома и определяет его положение в таблице Менделеева. Хими́ческийэлеме́нт — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

stroenie-atoma-bora-chislo-protonov-elektronov-nejtronovНапример, водород, первый элемент таблицы, имеет самое простое строение – его ядро представляет собой одни протон, а электронная оболочка состоит из одного электрона. Атом бора имеет порядковый номер 5, это значит, что заряд ядра атома бора =+5, ядро содержит 5 протонов, электронная оболочка содержит 5 электронов.

  • Если атом присоединяет или отдает электроны (несущие отрицательный заряд) то его электронейтральность нарушается, он превращается в отрицательно или положительно заряженный ион соответственно.
    При образовании положительно заряженного иона количество электронов уменьшается (на величину заряда данного иона), а при образовании отрицательно заряженного иона количество электронов увеличивается (на величину заряда данного иона).stroenie-atoma-chislo-protonov-elektronov-nejtronov-izotop

Э0-ne=Эn+

Э0+ne=Эn-
В атомах имеются небольшие тяжелые ядра, в состав которых входят протоны и нейтроны и в которых сосредоточена почти вся масса атома. Большая часть атома заполнена электронами и представляет собой почти пустое пространство.

Помимо заряда ядра, ещё одной важной характеристикой атома является его масса или массовое число. Вся масса атома сосредоточена в маленьком ядре, массой электронов пренебрегают, тк масса электрона почти в 2000 раз меньше массы протона.  Массовое число равно сумме числа протонов и нейтронов в ядре. Например, у кислорода, массовое число = 16, тк его ядро содержит 8 протонов (красные кружочки) и 8 нейтронов (белые кружочки).

В природе существуют атомы одного элемента, т.е имеющие одинаковый заряд ядра, но разные массовые числа – изотопы (от др.-греч. ισος — «равный», «одинаковый», и τόπος — «место», занимают одно и то же “место” в таблице Менделеева). У них число протонов одинаково, но разное число нейтронов.  У элемента водорода существует три изотопа: протий – с массовым числом 1, Дейтерий – с массовым числом 2 (D2O – тяжелая вода), и радиоактивный тритий с массовым числом 3.

В таблице Менделеева приведена относительная атомная масса – среднее арифметическое масс изотопов с учетом их % содержания в земной коре.

Количество нейтронов не указывается в таблице, поэтому чтобы рассчитать число нейтронов, нужно из массы атома (указывается в задании) вычесть порядковый номер (число протонов).

В химических реакциях состав ядер атомов не изменяется (искл. ядерные реакции – не рассматриваются в данном курсе, область изучения физики), изменяться может только состав электронной оболочки (количество электронов).  Поэтому нам важно знать, каким образом располагаются электроны в атоме, т.е  строение  электронных оболочек  атомов.

Электроны расположены в трехмерном пространстве вокруг ядра атома.  Внутри этого про­странства имеются области, в которых могут располагаться электроны. Эти области называются орбиталями. Каждая орбиталь характеризуется размером, формой и ориентацией внутри атома, и каждой присвоено буквенно-цифровое обозначение.

орбиталиХотя в атоме имеется большое число орбиталей, в обычных условиях только сравнительно малая их часть занята электронами. Ниже приводит­ся список общепринятых обозначений первых (т. е. ближайших к ядру) восемнадцати орбиталей. Цифра (номер) характеризует размер или сред­ний диаметр орбитали, а буква — форму орбитали. s-Орбиталь представ­ляет собой сферу, центр которой совпадает с центром (ядром) атома, а три р-орбитали напоминают объемные восьмерки, оси которых перпендикулярны друг другу. Таким образом, 1s-орбиталь – сферичес­кая и наименьшая по размерам; 2s-орбиталь — также сферическая, но боль­шего размера; 2р-орбитали имеют форму восьмерок и по размеру сопоста­вимы с 2s-орбиталью. d-Орбитали имеют более сложную форму.

energeticheskie-urovni-i-podurovniорбитали и слои

Орбитали группируются в соответствии с их размерами и эти группы называются слоями или оболочками или энергетическими уровнями. В первой электронной оболочке имеется лишь одна орбиталь — 1s. На второй оболочке их уже четыре, а на третьей — девять. Каждая орбиталь может быть свободной (пустой) или занятой одним или двумя электронами. Заметим, что в каждой обо­лочке (кроме первой) существует три р-орбитали и пять d-орбиталей (во всех оболочках, кроме двух первых). Поскольку на каждой орбита­ли может находиться по 2 электрона, группу р-орбиталей могут занимать не более 6  электронов, а группу d-oрбиталей — 10 электронов.

Электронные оболочки атома электроны орбиталиЭлектроны сначала занимают орбитали низших слоев и только затем — орбитали более высо­ких уровней. Легкость заполнения орбиталей уменьшается от начала к концу списка. Иными словами, электроны, занимающие более высокие орбитали, имеют большую энергию.

Ниже приведены электронная конфигурация атомов кислорода и серы.
stroenie-atoma-kisloroda-i-sery

 

Подробнее про Строение электронных оболочек атомов


Комментарии:

  Один комментарий в “Атомная теория”

  1. […] Современная теория строения атома  […]

   
© 2013 HimEge.ru
Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.
www.megastock.ru https://passport.webmoney.ru/asp/CertView.asp?wmid=288124375050
Проверить аттестат

Подготовка к ЕГЭ по химии

Ваши вопросы, предложения и пожелания отправляйте на info@HimEge.ru