Dodatni ładunek jądra atomu jest równy. Jądro atomowe: ładunek jądrowy

ŁADOWANIE rdzeniowy

Prawo Moseleya.Ładunek elektryczny jądra tworzą protony tworzące jego skład. Liczba protonów Z nazywają to ładunkiem, co oznacza, że ​​wartość bezwzględna ładunku jądrowego jest równa Ze.Ładunek nuklearny pokrywa się z numerem seryjnym Z element w układ okresowy Elementy Mendelejewa. Ładunki jąder atomowych zostały po raz pierwszy określone przez angielskiego fizyka Moseleya w 1913 roku. Mierząc długość fali za pomocą kryształu λ Moseley odkrył charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie dla atomów niektórych pierwiastków regularna zmiana długość fali λ dla pierwiastków następujących po sobie w układzie okresowym (ryc. 2.1). Moseley zinterpretował tę obserwację jako zależność λ z jakiejś stałej atomowej Z, różniące się o jeden w zależności od pierwiastka i równe jeden dla wodoru:

gdzie i są stałymi. Z eksperymentów dotyczących rozpraszania kwantów promieniowania rentgenowskiego przez elektrony atomowe i α -cząstki z jądrami atomowymi Wiadomo było już, że ładunek jądra wynosi w przybliżeniu równy połowie masa atomowa, a zatem zbliżona do liczby atomowej pierwiastka. Ponieważ konsekwencją jest emisja charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego procesy elektryczne w atomie Moseley doszedł do wniosku, że znaleziona w jego eksperymentach stała atomowa, która określa długość fali charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego i pokrywa się z liczbą atomową pierwiastka, może być jedynie ładunkiem jądra atomowego (prawo Moseleya).

Ryż. 2.1. Widma rentgenowskie atomów sąsiednich pierwiastków uzyskane przez Moseleya

Pomiar długości fal promieniowania rentgenowskiego przeprowadzany jest z dużą dokładnością, dzięki czemu na podstawie prawa Moseleya można całkowicie wiarygodnie ustalić przynależność atomu do pierwiastka chemicznego. Jednocześnie fakt, że stała Z w ostatnim równaniu jest ładunek jądra, choć potwierdzony eksperymentami pośrednimi, ostatecznie opiera się na postulatie - prawie Moseleya. Dlatego po odkryciu Moseleya wielokrotnie mierzono ładunki jądrowe w eksperymentach rozpraszania α -cząstki w oparciu o prawo Coulomba. W 1920 roku Chadwig udoskonalił technikę pomiaru proporcji rozproszonych α -cząstki i otrzymały ładunki jąder atomów miedzi, srebra i platyny (patrz tabela 2.1). Dane Chadwiga nie pozostawiają wątpliwości co do ważności prawa Moseleya. Oprócz tych pierwiastków w eksperymentach określono także ładunki jąder magnezu, glinu, argonu i złota.

Tabela 2.1. Wyniki eksperymentów Chadwicka

Definicje. Po odkryciu Moseleya stało się jasne, że główną cechą atomu jest ładunek jądra, a nie jego masa atomowa, jak zakładali chemicy XIX wieku, ponieważ ładunek jądra determinuje liczbę elektronów atomowych, a zatem Właściwości chemiczne atomy. Powodem różnic między atomami pierwiastków chemicznych jest właśnie to, że ich jądra mają różną liczbę protonów w swoim składzie. I odwrotnie, różna liczba neutronów w jądrach atomów o tej samej liczbie protonów nie zmienia w żaden sposób właściwości chemicznych atomów. Atomy, które różnią się jedynie liczbą neutronów w jądrach, nazywane są atomami izotopy pierwiastek chemiczny.

Belkin I.K. Ładunek jądra atomowego i okresowy układ pierwiastków Mendelejewa // Kwant. - 1984. - nr 3. - s. 31-32.

Na podstawie specjalnego porozumienia z redakcją i redakcją czasopisma „Kvant”

Nowoczesne koncepcje dotyczące budowy atomu zrodziły się w latach 1911–1913, po słynnych eksperymentach Rutherforda dotyczących rozpraszania cząstek alfa. W tych eksperymentach wykazano, że α -cząstki (ich ładunek jest dodatni), spadające na cienką metalową folię, czasami ulegają odbiciu duże kąty a nawet wyrzucony z powrotem. Można to wytłumaczyć jedynie faktem, że ładunek dodatni w atomie jest skoncentrowany w pomijalnie małej objętości. Jeśli wyobrazimy sobie to w postaci kuli, to, jak ustalił Rutherford, promień tej kuli powinien wynosić w przybliżeniu 10-14-10-15 m, czyli dziesiątki i setki tysięcy razy mniejsze rozmiary atom jako całość (~10 -10 m). Tylko w pobliżu tak małego ładunku dodatniego może istnieć pole elektryczne, nadający się do wyrzucenia α - cząstka poruszająca się z prędkością około 20 000 km/s. Rutherford nazwał tę część atomu jądrem atomowym.

Tak powstał pomysł, że atom dowolnej substancji składa się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów, których istnienie w atomach ustalono wcześniej. Oczywiście, ponieważ atom jako całość jest elektrycznie obojętny, ładunek jądra musi być liczbowo równy ładunkowi wszystkich elektronów obecnych w atomie. Jeśli oznaczymy moduł ładunku elektronu literą mi (ładunek elementarny), potem opłata Q jądro powinno być równe Q ja = Ze, Gdzie Z- liczba całkowita równa liczbie elektronów w atomie. Ale jaki jest numer Z? Jaka jest opłata? Q czy jestem rdzeniem?

Z eksperymentów Rutherforda, które pozwoliły określić wielkość jądra, w zasadzie można określić wielkość ładunku jądrowego. W końcu pole elektryczne, które odrzuca α -cząstka zależy nie tylko od wielkości, ale także od ładunku jądra. Rutherford faktycznie oszacował ładunek jądra. Według Rutherforda ładunek jądra atomu pierwiastka chemicznego jest w przybliżeniu równy połowie jego względnej masy atomowej A, pomnożone przez ładunek elementarny mi, to jest

\(~Z = \frac(1)(2)A\).

Ale, co dziwne, prawdziwy ładunek jądra ustalił nie Rutherford, ale jeden z czytelników jego artykułów i raportów - holenderski naukowiec Van den Broek (1870–1926). To dziwne, bo Van den Broek z wykształcenia i zawodu nie był fizykiem, ale prawnikiem.

Dlaczego Rutherford, szacując ładunki jąder atomowych, korelował je z masami atomowymi? Faktem jest, że kiedy w 1869 r. D.I. Mendelejew stworzył okresowy układ pierwiastków chemicznych, ułożył je w kolejności rosnącej według ich względnych mas atomowych. I przez ostatnie czterdzieści lat wszyscy przyzwyczaili się do tego, że jak najbardziej ważna cecha pierwiastka chemicznego – jego względna masa atomowa, czyli to, co odróżnia jeden pierwiastek od drugiego.

Tymczasem to właśnie w tym czasie, na początku XX wieku, pojawiły się trudności z układem elementów. Podczas badania zjawiska radioaktywności pojawiło się wiele nowych pierwiastki radioaktywne. I wydawało się, że nie ma dla nich miejsca w systemie Mendelejewa. Wydawało się, że system Mendelejewa wymaga zmian. Van den Broek był tym szczególnie zaniepokojony. W ciągu kilku lat zaoferowano im kilka opcji rozbudowanego układu elementów, w którym byłoby wystarczająco dużo miejsca nie tylko na nieodkryte elementy stabilne (sam D.I. Mendelejew „zaopiekował się” miejscami dla nich), ale także na także pierwiastki radioaktywne. Ostatnią wersję Van den Broek opublikował na początku 1913 r., liczyła ona 120 miejsc, a komórka zajmowała numer 118 uranem.

Również w 1913 roku opublikowano wyniki najnowszych badań nad rozpraszaniem α -cząstki pod dużymi kątami, przeprowadzone przez współpracowników Rutherforda, Geigera i Marsdena. Analizując te wyniki, Van den Broek dokonał kluczowego odkrycia. Znalazł ten numer Z w formule Q ja = Ze nie równa się połowie masa względna atom pierwiastka chemicznego, ale jego liczba atomowa. I co więcej, numer seryjny elementu w systemie Mendelejewa, a nie w jego systemie 120-miejscowym Van den Broeka. Okazuje się, że systemu Mendelejewa nie trzeba było zmieniać!

Z koncepcji Van den Broeka wynika, że ​​każdy atom składa się z jądra atomowego, którego ładunek jest równy liczbie seryjnej odpowiedniego pierwiastka w układzie Mendelejewa, pomnożonej przez ładunek elementarny, oraz elektronów, których liczba w układzie Mendelejewa atom jest również równy numerowi seryjnemu elementu. (Na przykład atom miedzi składa się z jądra o ładunku 29 mi i 29 elektronów.) Stało się jasne, że D.I. Mendelejew intuicyjnie ułożył pierwiastki chemiczne w kolejności rosnącej nie według masy atomowej pierwiastka, ale według ładunku jego jądra (chociaż o tym nie wiedział). W rezultacie jeden pierwiastek chemiczny różni się od drugiego nie masą atomową, ale ładunkiem jądra atomowego. Ładunek jądra atomu wynosi główna cecha pierwiastek chemiczny. Istnieją atomy całkowicie różne elementy, ale o tych samych masach atomowych (mają specjalną nazwę - izobary).

O tym, że to nie masy atomowe decydują o położeniu pierwiastka w układzie, świadczy także układ okresowy: w trzech miejscach zostaje naruszona zasada zwiększania masy atomowej. Zatem względna masa atomowa niklu (nr 28) jest mniejsza niż kobaltu (nr 27), potasu (nr 19) jest mniejsza niż argonu (nr 18), jodu (nr 18). 53) mniej niż telluru (nr 52).

Założenie o związku ładunku jądra atomowego z liczbą atomową pierwiastka z łatwością wyjaśniało zasady przemieszczania się podczas przemian radioaktywnych, odkryte w tym samym 1913 r. („Fizyka 10”, § 103). W rzeczywistości, gdy jest emitowany przez jądro α -cząstka, której ładunek jest równy dwóm ładunkom elementarnym, ładunek jądra, a zatem jej numer seryjny (obecnie nazywany zwykle liczbą atomową) powinien zmniejszyć się o dwie jednostki. Podczas emitowania β -cząstka, czyli elektron naładowany ujemnie, powinna wzrosnąć o jedną jednostkę. Dokładnie takie są zasady przesiedleń.

Pomysł Van den Broeka bardzo szybko (dosłownie w tym samym roku) otrzymał swoje pierwsze, choć pośrednie, eksperymentalne potwierdzenie. Nieco później jego poprawność została udowodniona poprzez bezpośrednie pomiary ładunku jąder wielu pierwiastków. To oczywiste, że grała ważna rola V dalszy rozwój fizyka atomu i jądra atomowego.

W sercu każdej nauki leży coś małego i ważnego. W biologii jest to komórka, w językoznawstwie jest to litera i dźwięk, w inżynierii jest to trybik, w budownictwie jest to kawałek piasku, a dla chemii i fizyki najważniejszy jest atom i jego budowa.

Artykuł przeznaczony jest dla osób powyżej 18 roku życia

Skończyłeś już 18 lat?

Atom to najmniejsza cząstka wszystkiego, co nas otacza, która niesie ze sobą wszystkie niezbędne informacje, cząstka określająca cechy i ładunki. Przez długi czas naukowcy myśleli, że jest on niepodzielny, jeden, jednak w ciągu długich godzin, dni, miesięcy i lat przeprowadzono badania, badania i eksperymenty, które dowiodły, że atom również ma swoją własną budowę. Innymi słowy, ta mikroskopijna kulka składa się z jeszcze mniejszych elementów, które wpływają na wielkość jej rdzenia, właściwości i ładunek. Struktura tych cząstek jest następująca:

• elektrony;
• jądro atomu.

Te ostatnie można też podzielić na bardzo elementarne części, które w nauce nazywane są protonami i neuronami, a jest ich wyraźna liczba w każdym konkretnym przypadku.

Liczba protonów znajdujących się w jądrze wskazuje na strukturę powłoki, która składa się z elektronów. Ta powłoka z kolei zawiera wszystko niezbędne właściwości określony materiał, substancja lub przedmiot. Obliczenie sumy protonów jest bardzo proste – wystarczy znać numer seryjny najmniejszej części substancji (atomu) w dobrze znanym układzie okresowym. Wartość ta nazywana jest również liczbą atomową i jest oznaczana Litera łacińska„Z”. Należy pamiętać, że protony mają ładunek dodatni, a na piśmie wartość tę definiuje się jako +1.

Neurony są drugim składnikiem jądra atomu. Jest to elementarna cząstka subatomowa, która w przeciwieństwie do elektronów czy protonów nie przenosi żadnego ładunku. Neurony odkrył w 1932 roku J. Chadwick, za co 3 lata później otrzymał nagroda Nobla. W podręcznikach i prace naukowe są one oznaczone łacińskim symbolem „n”.

Trzecim składnikiem atomu jest elektron, który porusza się monotonnie wokół jądra, tworząc w ten sposób chmurę. Cząstka ta jest najlżejszą ze wszystkich znanych nowoczesna nauka, co oznacza, że ​​jego ładunek jest również najmniejszy. Elektron jest oznaczony literą od -1.

To połączenie cząstek dodatnich i ujemnych w strukturze sprawia, że ​​atom jest cząstką nienaładowaną lub cząstką naładowaną neutralnie. Jądro, w porównaniu z całkowitą wielkością całego atomu, jest bardzo małe, ale to w nim skupia się cały ciężar, co świadczy o jego dużej gęstości.

Jak określić ładunek jądra atomowego?

Aby określić ładunek jądra atomu, musisz dobrze rozumieć strukturę samego atomu i jego jądra, rozumieć podstawowe prawa fizyki i chemii, a także być uzbrojony w układ okresowy Mendelejewa, aby określić liczba atomowa pierwiastka chemicznego.

1. Wiedza, że ​​mikroskopijna cząstka dowolnej substancji ma w swojej strukturze jądro i elektrony, które tworzą w pobliżu niej powłokę w postaci chmury. Z kolei jądro zawiera dwa rodzaje elementarnych niepodzielnych cząstek: protony i neurony, z których każdy ma swoje własne właściwości i cechy. Neurony nie mają w swoim arsenale ładunku elektronicznego. Oznacza to, że ich ładunek nie jest ani równy, ani większy, ani mniejszy od zera. Protony, w przeciwieństwie do swoich odpowiedników, niosą ładunek dodatni. Innymi słowy, ich ładunek elektryczny można oznaczyć jako +1.
2. Elektrony, które są integralną częścią każdego atomu, również przenoszą pewien rodzaj ładunek elektryczny. Są to ujemnie naładowane cząstki elementarne i na piśmie definiuje się je jako -1.
3. Aby obliczyć ładunek atomu, potrzebujesz wiedzy o jego budowie (właśnie sobie przypomnieliśmy niezbędne informacje), liczba cząstek elementarnych w kompozycji. Aby poznać ładunek atomu, należy matematycznie dodać liczbę niektórych cząstek (protonów) do innych (elektronów). Zwykle cechy atomu wskazują, że jest on obojętny pod względem elektronów. Innymi słowy, wartość elektronów jest równa liczbie protonów. Rezultat jest następujący: wartość ładunku takiego atomu wynosi zero.
4. Ważny niuans: zdarzają się sytuacje, w których liczba dodatnio i ujemnie naładowanych cząstek elementarnych w jądrze może nie być równa. Oznacza to, że atom staje się jonem o ładunku dodatnim lub ujemnym.

Oznaczenie jądra atomu w dziedzina naukowa wygląda jak Ze. Jest to dość proste do rozszyfrowania: Z to liczba przypisana pierwiastkowi w dobrze znanym układzie okresowym, nazywana jest także liczbą porządkową lub liczbą ładunku. Wskazuje liczbę protonów w jądrze atomu, a e jest po prostu ładunkiem protonu.

We współczesnej nauce istnieją jądra inne znaczenieładunki: od 1 do 118.

Innym ważnym pojęciem, które powinni znać młodzi chemicy, jest liczba masowa. Pojęcie to wskazuje całkowity ładunek nukleonów (są to najmniejsze składniki jądra atomu pierwiastka chemicznego). Możesz znaleźć tę liczbę, jeśli użyjesz wzoru: A = Z + N gdzie A jest pożądaną liczbą masową, Z jest liczbą protonów, a N jest wartością neutronów w jądrze.

Jaki ładunek ma jądro atomu bromu?

Zademonstrowanie w praktyce, jak znaleźć ładunek atomu wymagany element(w naszym przypadku brom), należy zwrócić się do układu okresowego pierwiastków chemicznych i znaleźć tam brom. Jego liczba atomowa wynosi 35. Oznacza to, że jego ładunek jądrowy wynosi 35, ponieważ zależy od liczby protonów w jądrze. A liczbę protonów wskazuje liczba, pod którą pierwiastek chemiczny pojawia się w wielkim dziele Mendelejewa.

Podajmy jeszcze kilka przykładów, aby w przyszłości ułatwić młodym chemikom obliczanie niezbędnych danych:

• Ładunek jądrowy atomu sodu (na) wynosi 11, ponieważ pod tą liczbą można go znaleźć w tabeli pierwiastków chemicznych.
• ładunek jądra fosforu (którego symboliczne oznaczenie to P) ma wartość 15, ponieważ tyle protonów znajduje się w jego jądrze;
• siarka (z oznaczeniem graficznym S) jest sąsiadką w tabeli poprzedniego pierwiastka, dlatego jej ładunek jądrowy wynosi 16;
• żelazo (i możemy je znaleźć w oznaczeniu Fe) ma liczbę 26, co wskazuje na taką samą liczbę protonów w jego jądrze, a co za tym idzie, ładunek atomu;
• węgiel (inaczej C) to liczba 6 w układzie okresowym, która wskazuje potrzebne nam informacje;
• magnez ma liczbę atomową 12 i w międzynarodowej symbolice jest znany jako Mg;
• chlor w układzie okresowym, gdzie jest zapisany jako Cl, ma liczbę 17, dlatego jego liczba atomowa (której potrzebujemy) jest taka sama - 17;
• tak korzystny dla młodych organizmów wapń (Ca) znajduje się pod numerem 20;
• ładunek jądra atomu azotu (z pisemnym oznaczeniem N) wynosi 7 i w tej kolejności jest on przedstawiony w układzie okresowym;
• bar to liczba 56, która jest jej równa masa atomowa;
• pierwiastek chemiczny selen (Se) ma w swoim jądrze 34 protony, co pokazuje, że dokładnie taki będzie ładunek jądra jego atomu;
• srebro (lub pisemne oznaczenie Ag) ma liczbę atomową i masę atomową 47;
• jeśli chcesz poznać ładunek jądra atomu litu (Li), musisz przejść do początku wielkiego dzieła Mendelejewa, gdzie ma on numer 3;
• Aurum, czyli nasze ukochane złoto (Au), ma masę atomową 79;
• dla argonu wartość ta wynosi 18;
• Rubid ma masę atomową 37, a stront ma masę atomową 38.

Wyliczenie wszystkich składników układu okresowego Mendelejewa zajęłoby bardzo dużo czasu, ponieważ jest ich dużo (tych składników). Najważniejsze jest to, że istota tego zjawiska jest jasna i jeśli trzeba obliczyć liczbę atomową potasu, tlenu, krzemu, cynku, aluminium, wodoru, berylu, boru, fluoru, miedzi, fluoru, arsenu, rtęci, neonu , mangan, tytan, wystarczy zajrzeć do tabeli pierwiastków chemicznych i poznać numer seryjny konkretnej substancji.

Instrukcje

W tabeli D.I. Mendelejewa, jak w wielopiętrowym apartamentowiec„” pierwiastki chemiczne, z których każdy zajmuje swoje miejsce własne mieszkanie. Tym samym każdy z elementów posiada określony numer seryjny wskazany w tabeli. Numeracja pierwiastków chemicznych rozpoczyna się od lewej do prawej i od góry do dołu. W tabeli poziome wiersze nazywane są kropkami, a pionowe kolumny nazywane są grupami. Jest to ważne, ponieważ według numeru grupy lub okresu można również scharakteryzować niektóre parametry atom.

Atom jest chemicznie niepodzielny, ale jednocześnie składający się z mniejszych składniki, które można sklasyfikować jako (cząstki naładowane dodatnio), (cząstki naładowane ujemnie) (cząstki neutralne). Większość atom w jądrze (dzięki protonom i neutronom), wokół którego krążą elektrony. Ogólnie rzecz biorąc, atom jest elektrycznie obojętny, to znaczy ma liczbę dodatnią opłaty pokrywa się z liczbą ujemnych, dlatego liczba protonów jest taka sama. Ładunek dodatni jądra atom zachodzi właśnie dzięki protonom.

Przykład nr 1. Określ ładunek jądra atom węgiel (C). Zaczynamy analizować pierwiastek chemiczny węgiel, koncentrując się na tabeli D.I. Węgiel znajduje się w „mieszkaniu” nr 6. Dlatego tak jądra+6 z powodu 6 protonów (cząstek naładowanych dodatnio), które znajdują się w jądrze. Biorąc pod uwagę, że atom jest elektrycznie obojętny, oznacza to, że będzie tam również 6 elektronów.

Przykład nr 2. Określ ładunek jądra atom aluminium (Al). Aluminium posiada numer seryjny - nr 13. Dlatego też ładunek jądra atom aluminium +13 (z powodu 13 protonów). Będzie też 13 elektronów.

Przykład nr 3. Określ ładunek jądra atom srebro (Ag). Srebro posiada numer seryjny – nr 47. Oznacza to ładunek jądra atom srebro + 47 (z powodu 47 protonów). Jest też 47 elektronów.

notatka

W tabeli D.I. Mendelejewa w jednej komórce dla każdego pierwiastka chemicznego wskazano dwa wartości liczbowe. Nie myl liczby atomowej i względnej masy atomowej pierwiastka

Atom pierwiastka chemicznego składa się z jądra i powłoka elektroniczna. Jądro jest centralną częścią atomu, w której skoncentrowana jest prawie cała jego masa. W przeciwieństwie do powłoki elektronowej, jądro ma dodatni opłata.

Będziesz potrzebować

• Liczba atomowa pierwiastka chemicznego, prawo Moseleya

Instrukcje

Zatem, opłata jądra równa liczbie protonów. Z kolei liczba protonów w jądrze jest równa liczbie atomowej. Na przykład liczba atomowa wodoru wynosi 1, to znaczy jądro wodoru składa się z jednego protonu i ma opłata+1. Liczba atomowa sodu wynosi 11, opłata jego jądra równa się +11.

Podczas rozpadu alfa jądra jego liczba atomowa zmniejsza się o dwa w wyniku emisji cząstki alfa ( jądra atom). Zatem liczba protonów w jądrze, które uległy rozpadowi alfa, również zmniejsza się o dwa.
Rozpad beta może nastąpić na trzy różne sposoby. W przypadku rozpadu beta-minus neutron po emisji zamienia się w antyneutrino. Następnie opłata jądra za sztukę.
W przypadku rozpadu beta-plus proton zamienia się w neutron, pozyton i nitrin, opłata jądra maleje o jeden.
W przypadku przechwytywania elektronicznego opłata jądra również maleje o jeden.

Opłata jądra można również wyznaczyć na podstawie częstotliwości linii widmowych charakterystycznego promieniowania atomu. Zgodnie z prawem Moseleya: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, gdzie v to charakterystyczne widmo promieniowania, R to stała Rydberga, S to stała ekranowania, n to główna liczba kwantowa.
Zatem Z = n*sqrt(v/r)+s.

Wideo na ten temat

Źródła:

• jak zmienia się ładunek jądrowy?

Atom to najmniejsza cząstka każdego pierwiastka, która przenosi jego właściwości chemiczne. Zarówno istnienie, jak i budowa atomu były przedmiotem spekulacji i badań od czasów starożytnych. Stwierdzono, że budowa atomów jest podobna do budowy Układ Słoneczny: pośrodku znajduje się rdzeń, który zajmuje bardzo mało miejsca, ale zawiera prawie całą masę; Wokół niego krążą „planety” - elektrony przenoszące ładunek ujemny opłaty. Jak znaleźć obciążenie? jądra atom?

Instrukcje

Każdy atom jest elektrycznie obojętny. Ale ponieważ niosą ze sobą negatyw opłaty, muszą być zrównoważone przeciwne ładunki. To prawda. Pozytywny opłaty przenoszą cząstki zwane „protonami” znajdujące się w jądrze atomu. Proton jest znacznie masywniejszy od elektronu: waży aż 1836 elektronów!

Najprostszym przypadkiem jest atom wodoru pierwszego pierwiastka układu okresowego. Patrząc na tabelę, zobaczysz, że jest numerem jeden, a jego jądro składa się z pojedynczego protonu, wokół którego kręci się pojedynczy proton. Wynika, że jądra atom wodoru wynosi +1.

Jądra innych pierwiastków składają się już nie tylko z protonów, ale także z tzw. „neutronów”. Jak łatwo wywnioskować z samej nazwy, nie niosą ze sobą żadnego ładunku – ani negatywnego, ani pozytywnego. Dlatego pamiętaj: nieważne, ile neutronów jest częścią atomu jądra, wpływają one tylko na jego masę, ale nie na jego ładunek.

Dlatego ilość ładunku dodatniego jądra atomu zależy tylko od tego, ile zawiera protonów. Ponieważ jednak, jak już wskazano, atom jest elektrycznie obojętny, jego jądro powinno zawierać taką samą liczbę protonów, która obraca się wokół jądra. Liczbę protonów określa liczba atomowa pierwiastka w układzie okresowym.

Rozważ kilka elementów. Na przykład dobrze znany i niezbędny tlen znajduje się w „komórce” numer 8. Dlatego jej jądro zawiera 8 protonów, a ładunek jądra będzie +8. Żelazo zajmuje „komórkę” nr 26 i odpowiednio ma ładunek jądra+26. A metal – o numerze seryjnym 79 – będzie miał dokładnie taki sam ładunek jądra(79), ze znakiem +. Odpowiednio atom tlenu zawiera 8 elektronów, atom zawiera 26, a atom złota zawiera 79.

Wideo na ten temat

W normalne warunki atom jest elektrycznie obojętny. W tym przypadku jądro atomu składające się z protonów i neutronów jest dodatnie, a elektrony mają ładunek ujemny. Kiedy występuje nadmiar lub niedobór elektronów, atom zamienia się w jon.

Instrukcje

Związki chemiczne mogą mieć charakter molekularny lub jonowy. Cząsteczki są również elektrycznie obojętne, a jony niosą pewien ładunek. Zatem cząsteczka amoniaku NH3 jest obojętna, ale jon amonowy NH4+ jest naładowany dodatnio. Wiązania w cząsteczce amoniaku powstają w zależności od rodzaju wymiany. Czwarty atom wodoru jest dodawany poprzez mechanizm donor-akceptor, jest to również wiązanie kowalencyjne. Amon powstaje w wyniku reakcji amoniaku z roztworami kwasów.

Ważne jest, aby zrozumieć, że ładunek jądra pierwiastka nie zależy od przemian chemicznych. Bez względu na to, ile elektronów dodasz lub odejmiesz, ładunek jądra pozostanie taki sam. Na przykład atom O, anion O- i kation O+ charakteryzują się tym samym ładunkiem jądrowym wynoszącym +8. W tym przypadku atom ma 8 elektronów, anion 9, a kation 7. Samo jądro można zmienić jedynie poprzez przemiany jądrowe.

Najczęstszym typem reakcji jądrowej jest rozpad radioaktywny, który może zachodzić w środowisku naturalnym. Masę atomową pierwiastków ulegających takiemu rozpadowi podano w nawiasach kwadratowych. Oznacza to, że liczba masowa nie jest stała i zmienia się w czasie.

W układzie okresowym pierwiastków D.I. Srebro Mendelejewa ma numer seryjny 47 i oznaczenie „Ag” (argentum). Nazwa tego metalu pochodzi prawdopodobnie od łacińskiego „argos”, co oznacza „biały”, „błyszczący”.

Instrukcje

Srebro było znane ludzkości już w IV tysiącleciu p.n.e. W Starożytny Egipt nazywano go nawet „białym złotem”. Metal ten występuje w przyrodzie zarówno w postaci natywnej, jak i w postaci związków, na przykład siarczków. Bryłki srebra są ciężkie i często zawierają zanieczyszczenia złota, rtęci, miedzi, platyny, antymonu i bizmutu.

Właściwości chemiczne srebra.

Srebro należy do grupy metali przejściowych i posiada wszystkie właściwości metali. Aktywność srebra jest jednak niewielka – w elektrochemicznym szeregu napięć metali znajduje się ono na prawo od wodoru, niemal na samym końcu. W związkach srebro najczęściej wykazuje stopień utlenienia +1.

W normalnych warunkach srebro nie reaguje z tlenem, wodorem, azotem, węglem, krzemem, lecz oddziałuje z siarką, tworząc siarczek srebra: 2Ag+S=Ag2S. Po podgrzaniu srebro oddziałuje z halogenami: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Rozpuszczalny azotan srebra AgNO3 służy do jakościowego oznaczania jonów halogenkowych w roztworze – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Na przykład podczas interakcji z anionami chloru srebro daje nierozpuszczalny biały osad AgCl↓.

Dlaczego wyroby ze srebra ciemnieć w powietrzu?

Przyczynę stopniowego spadku liczby wyrobów srebrnych tłumaczy się faktem, że srebro reaguje z siarkowodorem zawartym w powietrzu. W rezultacie na powierzchni metalu tworzy się warstwa Ag2S: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

Ładunek jądrowy () określa położenie pierwiastka chemicznego w tabeli D.I. Mendelejew. Liczba Z to liczba protonów w jądrze. Cl to ładunek protonu, który jest równy ładunkowi elektronu.

Podkreślmy jeszcze raz, że ładunek jądra determinuje liczbę dodatnich ładunków elementarnych, których nośnikami są protony. A ponieważ atom jest ogólnie układem neutralnym, ładunek jądra determinuje również liczbę elektronów w atomie. I pamiętamy, że elektron ma ujemny ładunek elementarny. Elektrony w atomie są rozdzielone pomiędzy powłoki i podpowłoki energetyczne w zależności od ich liczby, dlatego też ładunek jądra ma istotny wpływ na rozkład elektronów pomiędzy ich stanami. Właściwości chemiczne atomu zależą od liczby elektronów na ostatnim poziomie energetycznym. Okazuje się, że ładunek jądra determinuje właściwości chemiczne substancji.

Obecnie zwyczajowo oznacza się różne pierwiastki chemiczne w następujący sposób: gdzie X jest symbolem pierwiastka chemicznego w układzie okresowym, który odpowiada ładunkowi.

Pierwiastki, które mają równe Z, ale różne masy atomowe (A) (oznacza to, że w jądrze ten sam numer protony, ale różne ilości neutrony) nazywane są izotopami. Zatem wodór ma dwa izotopy: 1 1 H-wodór; 2 1 H-deuter; 3 1 H-tryt

Istnieją izotopy stabilne i niestabilne.

Jądra o takich samych masach, ale różnych ładunkach, nazywane są izobarami. Izobary występują głównie wśród ciężkich jąder oraz w parach lub triadach. Na przykład i.

Moseley jako pierwszy pośrednio zmierzył ładunek jądrowy w 1913 roku. Ustalił zależność pomiędzy częstotliwością charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego () a ładunkiem jądrowym (Z):

gdzie C i B są stałymi niezależnymi od elementu dla rozpatrywanego szeregu promieniowania.

Ładunek jądrowy został bezpośrednio określony przez Chadwicka w 1920 roku podczas badania rozpraszania jąder atomów helu na warstwach metalu.

Skład jądra

Jądro atomu wodoru nazywa się protonem. Masa protonu jest równa:

Jądro składa się z protonów i neutronów (łącznie zwanych nukleonami). Neutron odkryto w 1932 roku. Masa neutronu jest bardzo zbliżona do masy protonu. Neutron nie ma ładunku elektrycznego.

Sumę liczby protonów (Z) i liczby neutronów (N) w jądrze nazywamy liczbą masową A:

Ponieważ masy neutronu i protonu są bardzo zbliżone, każda z nich jest równa prawie atomowej jednostce masy. Masa elektronów w atomie jest znacznie mniejsza niż masa jądra, dlatego uważa się, że liczba masowa jądra jest w przybliżeniu równa względnej masie atomowej pierwiastka, zaokrąglona do najbliższej liczby całkowitej.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

PRZYKŁAD 2