Периодический закон. Строение атома
Первую современную атомистическую теорию выдвинул Джон Дальтон. Он предположил, что каждый химический элемент состоит из атомов, одинаковых по размерам и массе. Таким образом он ввел понятие химического элемента. Предполагалось, что в ходе химических реакций эти частицы остаются неделимыми и неизменными. Однако в 19 в. был сделан ряд открытий, показавших, что атом не является неделимой частицей, а состоит из более мелких частиц. Элементарные частицы. Первой такой частицей был электрон (е). В 1874г. Дж. Дж. Стоней предположил, что электрический ток представляет собой поток отрицательно заряженных частиц, названных им в 1891г. электронами. Однако приоритет открытия электронов почти повсеместно признается за Джозефом Джоном Томсоном (изучение катодных лучей), так как именно он определил удельный заряд и массу электрона. Второй по очередности открытия субатомных частиц был протон (р). В 1866г. Гольдштейн наблюдал положительно заряженные частицы, испускаемые перфорированным катодом. 1889 г. Эрнст Резерфорд открыл радиоактивное альфа и бета-излучение. Примерно в тоже время Томсон предложил модель атома, позволяющую объяснить наличие у атома ? - ? и ?+? заряженных частей атома (модель сливового пудинга). Нейтрон (n): Существование было предсказано Резерфордом в 1920 г. Чтобы объяснить различие между атомной массой и атомным (порядковым номером). Массовое число ?это суммарное число протонов и нейтронов. А. A=Z+N. Атомный номер (порядковый номер) совпадает с числом протонов в ядре атома Z. Изотопы разновидность атомов химического элемента с одинаковым числом протонов, но различным числом нейтронов в ядре. Изотопы углерода и хлора: 12C, 13C, 14C; 35Cl, 37Cl. Изобары - разновидность атомов имеющих одинаковое массовое число, но разное число протонов. 4018Ar 4019K 4020Ca. Модели атома В период открытия трех фундаментальных частиц (п, н, эл) был выдвинут ряд моделей атомов. Модель Томсона ?сливового пудинга? атом сферический пудинг с положительным зарядом, в который вкраплены отрицательные заряды. После экспериментов Гейгера и Марсдена с альфа-частицами Резерфорд предложил другую модель атом состоит из очень плотного и тяжелого + ядра, окруженного облаком легких отрицательно заряженных электронов. В 1913 г. Бор создал планетарную модель, которая используется и в настоящее время, но с некоторыми дополнениями. Атом состоит из + ядра, окруженного электронами. Электроны движутся по устойчивым круговым орбитам (планетарная модель). Каждой орбите соответствует свое энергетическое состояние. Электроны могут переходить с одной орбиты на другую, теряя или приобретая энергию. Горизонтальные ряды: ? периода соответствует количеству энергетических уровней на которых располагаются электроны. Порядковый номер элемента соответствует заряду ядраобщему количеству электронов. Группы вертикальные ряды: номер группы соответствует количеству электронов на внешнем (последнем) энергетическом уровне. Орбиталь ? область пространства, в которой вероятность нахождения электрона максимальна около 95%. т.к. электрон отрицательно заряжен, то орбиталь можно рассматривать как некоторое распределение заряда или электронное облако. В зависимости от формы и расположении в пространстве различают ?s?, ?p?, ?d? и ?f? орбитали. n- главное квантовое число определяет общий запас энергии в атоме, т.е. показывает сколько всего энергетических уровней в атоме. Оно равно номеру периода. Принимает целочисленные значения от единицы до бесконечности. В настоящее время n = 1-7. l ? вспомогательное или орбитальное к.ч.. Может принимать значения от 0 до (п-1). Это к.ч. определяет сколько и какие подуровни есть в данном атоме. m ? магнитное квантовое число определяет ориентацию электронного облака в пространстве, т.е. сколько и какие орбитали есть на подуровне. Принимает значения от ?1 до +1. s ? спиновое к.ч. характеризует движение электрона относительно своей оси. Правило Ключевского: электрон обладает наименьшей энергией на той электронной оболочке, где сумма квантовых чисел n и l ? минимальна. Второе правило Ключевского: электрон обладает наименьшей энергией на электронной оболочке с наименьшим значением квантового числа. Принцип Паули ? в атоме не может быть электронов, имеющих одинаковый набор всех четырех квантовых чисел