Строение атома. Ядро

 Из предыдущего параграфа мы уже знаем, что атом состоит из ядра и электронов. Ядро, как и атом, имеет сложное строение. Положительный заряд ядра объясняется тем, что в его состав входят положительные элементарные частицы, которые называются протонами. Протон имеет заряд +1 и массу 1 (обозначается р). Например, в ядре атома водорода содержится один протон, так как заряд его ядра +1 (порядковый номер 1). В периодической системе, с переходом от первого элемента (водорода) ко второму (гелию), заряд ядра увеличивается на единицу. Значит, в ядре атома гелия два протона. к л ю ч е в ы еО С Л О В А ^/ • Протон • Н ейтрон • О тносительная атомная масса • Элементарные частицы • Хим ический элемент 57 Атом / \ Ядро Электроны Протоны Нейтроны Запомните ! Обозначения составных частей атома: Электрон г Протон Р Число протонов в ядре равно заряду ядра или порядковому (атомному) номеру. Массу, заряд и число протонов в ядре для атомов водорода, гелия и лития можно записать так: 1Н(+ ) (1 Р) 2Не(+2)(2 р) (+3)(3 р) Электроны очень легкие и практически не влияют на массу атома. Относительная масса ядра принимается равной значению относительной атомной массы, округленной до целых. Сравним округленные до целых относительные атомные массы водорода и гелия. Относительная атомная масса водорода равна 1, так как в его ядре находится один протон с массой 1. Атом гелия, в ядре которого два протона, должен иметь атомную массу, равную 2. Но на самом деле она равна 4! Значит, в ядре атома гелия должны быть еще и нейтральные частицы с суммарной массой, равной 2. Физики предположили, а затем и доказали, что в состав ядра, помимо протонов, входят нейтральные частицы «нейтроны», с относительной массой 1 и зарядом 0 (обозначают (п). Значит, ядро атома гелия содержит 2 протона и 2 нейтрона. Число протонов, заряд ядра и порядковый номер элемента равны между собой и обозначаются одной и той же буквой (Ъ). Относительная атомная масса (Аг) равна сумме чисел протонов (2) и нейтронов (Ы). Аг = 2 + N (п) Число нейтронов определяется по разности: N (п) = Аг - 2 Нейтрон п Так, для атома гелия число нейтронов равно: N (п) = 4 - 2 = 2 58 Относительная атомная масса (Аг) Аг = 2 + Ы(л) = 2 + 2 = 4 Число протонов Порядковый (атомный) номер 2 = 2 Не(+2) (2р, 2п) Заряд ядра Л \ ряд ядра 2 = +2 Число нейтронов Ы(л) = Аг - 2 = 4 - 2 = 2 Атомный Заряд номер ядра \ / 2 \ Число Число электронов протонов Значение Аг берут из периодической системы, округляя до целых чисел (почему в периодической системе указаны дробные значения Аг, мы узнаем позже). Рассмотрим в качестве примера характеристику ядра атома калия: • относительная масса ядра равна относительной атомной массе Аг (К) = 39; • порядковый (атомный) номер и число протонов 2 = 19; • число нейтронов Ы(п) = 39 - 19 = 20. 39К (+19) (19р, 20п) Аналогично можно охарактеризовать строение ядра атома аргона Аг. Кратко можно записать в виде схемы: ЦАг @ (18Р, 22п ) Ниже в таблице охарактеризованы частицы, входящие в состав атома: Частица Обозначение Заряд Масса Положение в атоме Протон Р + 1 1 в ядре Нейтрон п 0 1 в ядре Электрон ё -1 1/1840 ~0,0005 вокруг ядра (электронная оболочка) Все частицы, входящие в состав атома, называются элементарными частицами. Каждый химический элемент в периодической системе, независимо от того, существует ли он в природе или получен искусственным путем, отличается от других элементов значением заряда ядра. Поэтому можно дать новое определение химического элемента: Химический элемент - это вид атомов с одинаковым зарядом ядра. С помощью разнообразных исследований было доказано, что ядра атомов не изменяются в химических реакСравни данное определение химического элемента с определением на стр. 35. 59 Используя дополнительные источники, найдите информацию о том, что такое алхимия и кто такие алхимики. циях. К сожалению, эта истина не была известна средневековым исследователям (алхимикам), которые тщетно пытались получить золото из других, более дешевых и доступных металлов. В настоящее время известно, что для того, чтобы превратить один элемент в другой, необходимо провести ядерную реакцию в специальном физическом аппарате (ускорителе), где ядра одних элементов превращаются в ядра других элементов. Именно так, искусственным путем, были получены многие химические элементы, расположенные в конце периодической системы. Большинство химических элементов выделены в виде простых веществ из природных соединений с помощью химических реакций. ОЦЕНИВАНИЕ 1. Назови частицы, которые входят в состав ядра и укажи, чем они отличаются. 2. В следующих заданиях выбери правильные ответы и утверждения: 2.1. Атом состоит из: а) ядра и электронов; в) электронов и протонов; 2.2. Ядро состоит из: а) протонов; в) электронов; д) нейтронов и электронов. 2.3. Заряд ядра численно равен: а) 0; б) + 7; в) порядковому (атомному) номеру элемента (I); г) относительной атомной массе. 2.4. Заряд протона равен: а) 0; б) +7; в) -7; г) +1; Д) - I . 2.5. Заряд нейтрона равен: а) +7; б) - 7 ; в) 0; г) I . 2.6. Массы протона и нейтрона: а) равны между собой; б) в сумме равны атомной массе; в) равны 7; г) могут быть разными. б) протонов и нейтронов; г) электронов и нейтронов. б) протонов и нейтронов; г) протонов и электронов; 60 2.7. Число протонов в ядре равно: а) относительной атомной массе; б) заряду ядра; в) 2; г) числу электронов. 2.8. Число нейтронов в ядре равно: а) 2; б) массе ядра; в) порядковому (атомному) номеру элемента; г) Дг - 2. 3. Укажи заряд ядра и число протонов в атомах элементов: а) Н, Не, N8, Мд; б) К, Аг, О, N. 4. Определи относительную атомную массу, заряд ядра и число протонов в ядре для атомов с порядковыми номерами: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Назови эти элементы. Что они составляют: период или группу? 5. Число протонов в атомах некоторых элементов равно порядковому номеру и числу нейтронов. Приведи примеры таких элементов. 6. Укажи число протонов и число электронов в атомах элементов с порядковыми номерами: а) 12, б) 20, в) 38, г) 56. Назови эти элементы.