Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.1: Атоми, ізотопи, іони та молекули - огляд атомної структури

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5087

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Обговорити електронні та структурні властивості атома

    Атом - це найменша одиниця речовини, яка зберігає всі хімічні властивості елемента. Атоми об'єднуються, утворюючи молекули, які потім взаємодіють з утворенням твердих тіл, газів або рідин. Наприклад, вода складається з атомів водню та кисню, які об'єдналися, утворюючи молекули води. Багато біологічних процесів присвячені розщепленню молекул на їх складові атоми, щоб вони могли бути знову зібрані в більш корисну молекулу.

    атомні частинки

    Атоми складаються з трьох основних частинок: протонів, електронів і нейтронів. Ядро (центр) атома містить протони (позитивно заряджені) і нейтрони (без заряду). Найвіддаленіші області атома називаються електронними оболонками і містять електрони (негативно заряджені). Атоми мають різні властивості, засновані на розташуванні і кількості своїх основних частинок.

    Атом водню (Н) містить тільки один протон, один електрон і ніяких нейтронів. Це можна визначити, використовуючи атомний номер і масовий номер елемента (див. Поняття про атомних номерах і масових числах).

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Структура атома: Елементи, такі як гелій, зображені тут, складаються з атомів. Атоми складаються з протонів і нейтронів, розташованих всередині ядра, з електронами на орбіталі, що оточують ядро.

    Атомна маса

    Протони і нейтрони мають приблизно однакову масу, приблизно 1,67 × 10 -24 грами. Вчені визначають цю кількість маси як одну атомну одиницю маси (аму) або одну дальтон. Хоча і схожі за масою, протони заряджені позитивно, в той час як нейтрони не мають заряду. Тому кількість нейтронів в атомі значно сприяє його масі, але не його заряду.

    Електрони набагато менше за масою, ніж протони, вагою всього 9,11 × 10 -28 грам, або близько 1/1800 одиниці атомної маси. Тому вони не дуже сприяють загальній атомній масі елемента. При розгляді атомної маси прийнято ігнорувати масу будь-яких електронів і розраховувати масу атома виходячи з кількості одних лише протонів і нейтронів.

    Електрони значною мірою сприяють заряду атома, оскільки кожен електрон має негативний заряд, рівний позитивному заряду протона. Вчені визначають ці заряди як «+1» і «-1» У незарядженому нейтральному атомі кількість електронів, що обертаються навколо ядра, дорівнює кількості протонів всередині ядра. У цих атомах позитивні та негативні заряди скасовують один одного, що призводить до атома без чистого заряду.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Протони, нейтрони та електрони: І протони, і нейтрони мають масу 1 аму і знаходяться в ядрі. Однак протони мають заряд +1, а нейтрони незаряджені. Електрони мають масу приблизно 0 аму, орбіту ядра, і мають заряд -1.
      Заряджати Маса (аму) Розташування
    протона +1 1 ядра
    нейтрон 0 1 дядьки
    електрон -1 0 орбіталі

    Вивчення властивостей електронів: Порівняйте поведінку електронів з поведінкою інших заряджених частинок, щоб виявити властивості електронів, такі як заряд та маса.

    Обсяг атомів

    Враховуючи розміри протонів, нейтронів та електронів, більша частина об'єму атома - більше 99 відсотків - насправді є порожнім простором. Незважаючи на все це порожній простір, тверді предмети не просто проходять один через одного. Електрони, які оточують всі атоми, негативно заряджені і змушують атоми відштовхуватися один від одного, не даючи атомам займати один і той же простір. Ці міжмолекулярні сили перешкоджають падінню через такий предмет, як ваш стілець.

    Інтерактивний елемент

    Інтерактивний: Побудуйте атом: Створіть атом з протонів, нейтронів та електронів і подивіться, як змінюється елемент, заряд та маса. Тоді грайте в гру, щоб перевірити свої ідеї!

    Ключові моменти

    • Атом складається з двох областей: ядра, яке знаходиться в центрі атома і містить протони і нейтрони, і зовнішньої області атома, яка утримує свої електрони на орбіті навколо ядра.
    • Протони і нейтрони мають приблизно однакову масу, приблизно 1,67 × 10-24 грама, яку вчені визначають як одну атомну одиницю маси (аму) або одну дальтон.
    • Кожен електрон має негативний заряд (-1), рівний позитивному заряду протона (+1).
    • Нейтрони - це незаряджені частинки, знайдені всередині ядра.

    Ключові умови

    • атом: найменша можлива кількість речовини, яка все ще зберігає свою ідентичність як хімічний елемент, що складається з ядра, оточеного електронами.
    • протон: Позитивно заряджена субатомна частка, що утворює частину ядра атома і визначає атомний номер елемента. Він важить 1 ранку.
    • нейтрон: субатомна частка, що утворює частину ядра атома. Він не має заряду. Він дорівнює за масою протону або важить 1 аму.