Строение атома и Строение атома и

атомного ядраатомного ядра

Открытие атомного ядра

Вещество состоит из электрически Вещество состоит из электрически нейтральных атомов. Это означает, нейтральных атомов. Это означает, что каждый атом несет одинаковое что каждый атом несет одинаковое

число отрицательных и число отрицательных и положительных зарядов. Носителями положительных зарядов. Носителями элементарных (неделимых) зарядов элементарных (неделимых) зарядов

являются электроны. В 1930 году являются электроны. В 1930 году Джозеф Джон Томсон предложил Джозеф Джон Томсон предложил

модель атома, в которой электроны модель атома, в которой электроны располагались в положительно располагались в положительно заряженном веществе, словно заряженном веществе, словно

изюминки в кексе.изюминки в кексе.

Опыты Резерфорда«Мы наблюдали, как некоторое «Мы наблюдали, как некоторое количество количество -частиц рассеялось -частиц рассеялось в обратном направлении. Это в обратном направлении. Это было так же невероятно, как если было так же невероятно, как если бы 15-дюймовый снаряд ударился бы 15-дюймовый снаряд ударился о лист бумаги и поразил о лист бумаги и поразил стрелявшего человека. стрелявшего человека. Размышляя над этим фактом я Размышляя над этим фактом я понял, что обратное рассеяние понял, что обратное рассеяние может произойти в результате может произойти в результате столкновений. столкновений. <…><…> Такой эффект Такой эффект возможен, только если возможен, только если предположить, что наибольшая предположить, что наибольшая часть массы атома часть массы атома сосредоточена в маленьком ядре. сосредоточена в маленьком ядре. Именно тогда и возникла идея об Именно тогда и возникла идея об атоме с крошечным, но тяжелым атоме с крошечным, но тяжелым заряженным ядром»заряженным ядром» Эрнест Резерфорд Эрнест Резерфорд

Резерфорд предположил, что Резерфорд предположил, что отклонение траектории частиц было отклонение траектории частиц было вызвано взаимодействием с другими вызвано взаимодействием с другими положительными зарядами. Чем положительными зарядами. Чем ближе к этим зарядам проходили ближе к этим зарядам проходили частицы, тем больше было частицы, тем больше было отклонение. Поскольку только отклонение. Поскольку только некоторые частицы отражались от некоторые частицы отражались от фольги, Резерфорд сделал фольги, Резерфорд сделал заключение, что положительный заключение, что положительный заряд сосредоточен в очень заряд сосредоточен в очень небольшом объеме.небольшом объеме.

ВЫВОД:ВЫВОД: Положительный Положительный заряд полностью заряд полностью

сосредоточен в ядре. сосредоточен в ядре. Размеры ядра очень малы Размеры ядра очень малы

по отношению ко всему по отношению ко всему атому.атому.

Общий положительный заряд атома Общий положительный заряд атома Ze (ZZe (Z – это – это число элементарных зарядов число элементарных зарядов ee) заключен в ядре. ) заключен в ядре.

Снаружи ядра расположено Снаружи ядра расположено ZZ электронов, электронов, следовательно, атом – электрически нейтрален. следовательно, атом – электрически нейтрален.

Электроны вращаются вокруг ядра, словно Электроны вращаются вокруг ядра, словно планеты вокруг Солнца. Они удерживаются на планеты вокруг Солнца. Они удерживаются на орбите кулоновской силой, действующей как орбите кулоновской силой, действующей как центростремительная. Если бы электроны центростремительная. Если бы электроны

оставались в неподвижности, то они упали бы на оставались в неподвижности, то они упали бы на ядро в результате притяжения зарядов ядро в результате притяжения зарядов

противоположного знака (аналогично действие противоположного знака (аналогично действие силы притяжения, которая заставляет тела силы притяжения, которая заставляет тела

падать на Землю). Но при действии силы – падать на Землю). Но при действии силы – кулоновской или гравитационной, на движущийся кулоновской или гравитационной, на движущийся объект перпендикулярно его скорости, она лишь объект перпендикулярно его скорости, она лишь

искривляет траекторию движения.искривляет траекторию движения.

протонпротон

нейтроннейтрон

Упражнение Заполните таблицу:Заполните таблицу:

Изотопы Изотопы Изотопы Изотопы - это разновидности одного и того же - это разновидности одного и того же химического элемента, имеющие разную массу ядер. химического элемента, имеющие разную массу ядер. Изотопы имеют одинаковые заряды ядер, но Изотопы имеют одинаковые заряды ядер, но различное число нейтронов.различное число нейтронов.

Атомная масса

Атомная масса выражается в Атомная масса выражается в атомных единицах массы.атомных единицах массы.

1 а.е.м. 1 а.е.м. 1,66 1,66 ··1010-27-27 кг кг

• Атом состоит из ядра и Атом состоит из ядра и электронов, которые вращаются электронов, которые вращаются вокруг него. Электроны вокруг него. Электроны являются носителями являются носителями элементарного отрицательного элементарного отрицательного заряда.заряда.

• Ядро атома состоит из Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Эти протонов и нейтронов. Эти частицы называются нуклонами. частицы называются нуклонами. Протоны являются носителями Протоны являются носителями элементарного положительного элементарного положительного заряда, нейтроны – электрически заряда, нейтроны – электрически нейтральны.нейтральны.

• Число протонов равно числу Число протонов равно числу электронов. Таким образом атом электронов. Таким образом атом является электрически является электрически нейтральным.нейтральным.

• Масса нуклона приблизительно в Масса нуклона приблизительно в 2 000 раз больше массы 2 000 раз больше массы электрона. Можно предположить, электрона. Можно предположить, что вся масса атома что вся масса атома сосредоточена в его ядре.сосредоточена в его ядре.

• Атомный номер Атомный номер ZZ показывает показывает число протонов в ядре, а также число протонов в ядре, а также число электронов в атоме.число электронов в атоме.

• Массовое число (атомная масса А) Массовое число (атомная масса А) показывает число нуклонов в показывает число нуклонов в ядре и выражается в атомных ядре и выражается в атомных единицах массы.единицах массы.

• Атомная масса определяется как Атомная масса определяется как 1/12 массы атома изотопа 1/12 массы атома изотопа углерода углерода 1212С. С.

1 а.е.м. 1 а.е.м. 1,66 1,66 ··1010-27-27 кг кг

Тест:Тест:

Молекулы Ионы Протоны

Электроны Изотопы Нейтроны

1.1. Из каких частиц состоит атом?Из каких частиц состоит атом?

2.2. Планетарной называется модель Планетарной называется модель строения атома, в которой …строения атома, в которой …

3.3. Каков заряд атома?Каков заряд атома?

Тест (продолжение)Тест (продолжение)

4.4.Вставьте недостающие слова:Вставьте недостающие слова:Атомный номер Z говорит нам о числе …, содержащихся в ядре, в то время как массовое число (или атомная масса) показывает число … в ядре. Изотопы одного элемента различаются числом … в ядре.

5.5.Изотопы имеют одинаковыеИзотопы имеют одинаковые Физические свойства Химические свойства

Тест (продолжение)Тест (продолжение)

6.6. С помощью периодической таблицы С помощью периодической таблицы Менделеева определите состав Менделеева определите состав атомов указанных ниже элементов:атомов указанных ниже элементов:

ЭлектроновЭлектронов ПротоновПротонов НейтроновНейтронов

Тест (продолжение)Тест (продолжение)7.7. Вычислите приблизительную массу атома платины в атомных единицах массы и в Вычислите приблизительную массу атома платины в атомных единицах массы и в

килограммах.килограммах.

78 а.е.м.=1,295·10-25 кг 117 а.е.м.=3,237·10-25 кг 195 а.е.м.= 3,237·10-25 кг 195 а.е.м.=4,532·10-25 кг