Строение атома: от ядра до электронных оболочек — просто о сложном

Содержание и структура урока

Методы

Время

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ

В ходе наблюдений и опытов вы познакомились со многими веществами. Вы узнали, что все вещества состоят из связанных между собой атомов. Атом – мельчайшая частица химического элемента, наименьшая часть простых и сложных веществ.

Способность атомов образовывать разные химические соединения зависит от их состава и строения. Поэтому необходимо изучать атомы, познать их внутреннюю, невидимую простым глазом природу, для того чтобы объяснить внешние изменения веществ.

Благодаря открытию в 1896 г. французским ученым А. Беккерелем явления радиоактивности было установлено строение атома.

Радиоактивность — это свойство атомов некоторых элементов самопроизвольно излучать невидимые глазом частицы; оно обусловлено распадом их атомных ядер, превращением в другие элементы.

Этот распад сопровождается излучением трех видов: альфа, бета, гамма.

Используя альфа-излучение (поток ядер гелия, обладающих большой скоростью, имеющих массу 4 и заряд +2) и испытывая его действие на тонкую металлическую фольгу, английский ученый Э.Резерфорд обнаружил, что альфа-частицы, проходя через нее, отклоняются от первоначального направления движения. Это открытие послужило экспериментальным доказательством существования положительно заряженного ядра атома, и на его основе ученый создал планетарную модель атома. Согласно планетарной модели, атом состоит из несущего положительный заряд и движущиеся вокруг него отрицательно заряженных электронов. Затем были открыты другие элементарные частицы – протон и нейрон, а еще позднее было выявлено огромное число разнообразных микрочастиц.

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

В современной науке основными элементарными частицами атома признаны три их вида: электрон, протон, нейтрон. Остановимся подробнее на составе атома и характеристике этих частиц.

Атом состоит из ядра и электронов. Ядро — это часть атома, состоящая из протонов и нейтронов и имеющая положительный заряд.

По своей массе протоны и нейтроны почти одинаковы: 1,675 • 10^-24 г и 1,673 • 10^-24 г. Пользоваться массой таких маленьких частиц в граммах очень неудобно, поэтому введено понятие относительной атомной массы. Сравнивая массы протона и нейтрона с одной углеродной единицей, которая равна 1,673 * 10^-24г, получаем простые целые числа — А_r(протона)~ 1,А_e(нейтрона) = 1.

Протон имеет положительный заряд, равный +1, а нейтрон заряда не имеет.

Электрон имеет наименьший заряд (1,6 • 10~ Кл), который условно принят за единицу, т. е. -1. Массой электронов по сравнению с массой ядра можно практически пренебречь (масса протона более чем в 1800 раз превышает массу электрона). Обобщим вышесказанное в виде следующих определений.

Протоны — это элементарные частицы с массой, приблизительно равной 1, и зарядом +1.

Нейтроны — это электронейтральные частицы ядра атома с массой, равной 1, и зарядом 0.

Электроны — это отрицательно заряженные частицы атома, расположенные вокруг ядра атома. Они образуют электронную оболочку атома.

Согласно современной теории ядра, протоны и нейтроны, входящие в состав ядра, связаны между собой чрезвычайно большими ядерными силами. Ядро по своим размерам весьма компактно. Оно в 100000 раз меньше самого атома, но отличается большой плотностью. В нем сосредоточена почти вся масса атома.

Составляющие атом частицы обусловливают его важнейшие характеристики. С некоторыми из них вы уже знакомы (валентность, масса и др.).

Заряд ядра — важнейшая характеристика атома и соответствующего ему химического элемента. Положительный заряд ядра создают его протоны: заряд ядра равен числу протонов в нем. Порядковый номер элемента в периодической системе Д.И. Менделеева равен заряду ядра его атомов и обозначается буквой Z. Следовательно, заряд ядра является также важнейшей характеристикой химического элемента, лежащей в основе его современного определения.

Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

- А теперь давайте с вами схематично запишем строение атома

АТОМ

ЯДРО ЭЛЕКТРОННАЯ ОБОЛОЧКА

п ротонов (р⁺) нейтронов (n⁰) состоит из электроновe^-

Другой характеристикой атома, зависимой от частиц ядра, является масса ядра. Она обозначается буквой Аи называетсямассовым числом. Массовое число — это сумма числа протонов и нейтронов в ядре атома. Обе характеристики используются для индексации атома: они ставятся слева от символа элемента, где А — верхний индекс, aZ— нижний индекс,

- Давайте с вами для закрепления разберем следующий пример.

¹⁴₇N,¹²₆С

- А теперь давайте рассмотрим свойства протонов и нейтронов, и постарайтесь не забывать что число протонов и электронов в атоме равно порядковому номеру элемента.

Частица и ее обозначение

Масса

Заряд

Примечание

Протон — р⁺

1

+1

Число протонов равно порядковому номеру элемента

Нейтрон — п°

1

0

Число нейтронов находят по формуле: N = A_r - Z

Электрон — e^-

1 1837

-1

Число электронов равно порядковому номеру элемента

элементы

К

Са

S

Мп

Si

AI

Числор⁺=e^-

19

20

16

25

14

13

Числоп⁰

20

20

16

30

14

14