PAMATMAKSAS

Mozeleja likums. Kodola elektrisko lādiņu veido protoni, kas veido tā sastāvu. Protonu skaits Z sauc par tā lādiņu, kas nozīmē, ka kodola lādiņa absolūtā vērtība ir vienāda ar Ze. Kodola lādiņš ir tāds pats kā sērijas numuram Z elements Mendeļejeva periodiskajā elementu sistēmā. Pirmo reizi atomu kodolu lādiņus noteica angļu fiziķis Mozelijs 1913. gadā. Izmērot viļņa garumu ar kristālu λ raksturīgs rentgena starojums noteiktu elementu atomiem Moseley atklāja regulāras viļņa garuma izmaiņas λ elementiem, kas periodiskajā sistēmā seko viens pēc otra (2.1. att.). Moseley interpretēja šo novērojumu kā atkarību λ no kādas atomu konstantes Z, kas mainās par vienu no elementa uz elementu, un vienāds ar vienuūdeņradim:

kur un ir konstantes. No eksperimentiem par rentgena kvantu izkliedi ar atomu elektroniem un α -daļiņas pa atomu kodoliem, jau bija zināms, ka kodola lādiņš ir aptuveni vienāds ar pusi no atoma masas un līdz ar to ir tuvu elementa kārtas skaitlim. Tā kā raksturīgo rentgenstaru emisija ir sekas elektriskie procesi atomā Mozelijs secināja, ka viņa eksperimentos atrastā atomu konstante, kas nosaka raksturīgā rentgena starojuma viļņa garumu un sakrīt ar elementa kārtas numuru, var būt tikai atoma kodola lādiņš (Moseleja likums).

Rīsi. 2.1. Moseley iegūtie blakus esošo elementu atomu rentgena spektri

Rentgena viļņu garumu mērīšana tiek veikta ar lielu precizitāti, lai, pamatojoties uz Mozeleja likumu, atoma piederība ķīmiskajam elementam tiktu noteikta absolūti droši. Tomēr fakts, ka pastāvīgā Z pēdējā vienādojumā ir kodola lādiņš, lai gan tas ir pamatots ar netiešiem eksperimentiem, tas galu galā balstās uz postulātu - Mozeleja likumu. Tāpēc pēc Moseley atklājuma izkliedes eksperimentos atkārtoti tika mērīti kodolu lādiņi. α -daļiņas, kuru pamatā ir Kulona likums. 1920. gadā Čadvigs uzlaboja izkliedētās proporcijas mērīšanas metodi α -daļiņas un saņēma vara, sudraba un platīna atomu kodolu lādiņus (skat. 2.1. tabulu). Čadviga dati nerada šaubas par Mozeleja likuma pamatotību. Papildus norādītajiem elementiem eksperimentos tika noteikti arī magnija, alumīnija, argona un zelta kodolu lādiņi.

2.1. tabula. Čedvika eksperimentu rezultāti

Definīcijas. Pēc Mozeleja atklājuma kļuva skaidrs, ka atoma galvenā īpašība ir kodola lādiņš, nevis tā atomu masa, kā to uzskatīja 19. gadsimta ķīmiķi, jo kodola lādiņš nosaka atoma elektronu skaitu un līdz ar to. atomu ķīmiskās īpašības. Ķīmisko elementu atomu atšķirību iemesls ir tieši to kodolu klātbūtne atšķirīgs numurs protoni tā sastāvā. Gluži pretēji, atšķirīgs neitronu skaits atomu kodolos ar vienādu protonu skaitu nekādā veidā nemaina atomu ķīmiskās īpašības. Tiek saukti atomi, kas atšķiras tikai ar neitronu skaitu savos kodolos izotopi ķīmiskais elements.

Struktūra atoms- šī ir viena no ķīmijas kursa pamattēmām, kas balstās uz zināšanām izmantot tabulu "D.I.Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskā sistēma." Tie ir ne tikai ķīmiskie elementi, kas klasificēti un izvietoti saskaņā ar noteiktiem likumiem, bet arī informācijas krātuve, tostarp par struktūru atoms. Zinot šīs unikālās lasīšanas iezīmes atsauces materiāls, atomam ir atļauts sniegt pilnu kvalitatīvu un kvantitatīvu salīdzinājumu.

Jums būs nepieciešams

• Tabula D.I. Mendeļejevs

Instrukcija

1. D.I.Mendeļejeva tabulā kā daudzstāvu daudzdzīvokļu māja"dzīvi" ķīmiskie elementi, kas visi aizņem savu savu dzīvokli. Tādējādi katram no elementiem ir noteikts sērijas numurs norādīts tabulā. Ķīmisko elementu numerācija sākas no kreisās puses uz labo un no augšas. Tabulā horizontālās rindas sauc par periodiem, bet vertikālās kolonnas sauc par grupām. Tas ir svarīgi, jo dažus parametrus var salīdzināt arī pēc grupas vai perioda numura atoms .

2. Atoms ir ķīmiski nedalāma daļiņa, bet tajā pašā laikā sastāv no vairākām mazām apvienotām daļām, kas var ietvert protonus (pareizi lādētas daļiņas), elektronus (negatīvi lādētas) un neitronus (neitrālas daļiņas). Lielākā daļa atoms ir fokusēts kodolā (protonu un neitronu dēļ), ap kuru griežas elektroni. Kopumā atoms ir elektriski neitrāls, tas ir, tam ir pareizais skaitlis maksas sakrīt ar negatīvo skaitu, tāpēc protonu un elektronu skaits ir identisks. Pareizs kodollādiņš atoms notiek tikai uz protonu rēķina.

3. Jāatceras, ka ķīmiskā elementa kārtas numurs kvantitatīvi sakrīt ar kodola lādiņu atoms. Tāpēc, lai noteiktu kodola lādiņu atoms jums jāredz, zem kāda numura atrodas šis ķīmiskais elements.

4. 1. piemērs. Nosakiet kodollādiņu atoms ogleklis (C). Mēs sākam pētīt ķīmisko elementu oglekli, koncentrējoties uz D.I. Mendeļejeva tabulu. Ogleklis atrodas "dzīvoklī" ar numuru 6. Līdz ar to tam ir kodollādiņš +6, pateicoties 6 protoniem (pareizi lādētām daļiņām), kas atrodas kodolā. Ņemot vērā, ka atoms ir elektriski neitrāls, tas nozīmē, ka tajā būs arī 6 elektroni.

5. Piemērs #2. Nosakiet kodollādiņu atoms alumīnijs (Al). Alumīnijam ir sērijas numurs - Nr.13. Līdz ar to kodola lādiņš atoms alumīnijs +13 (sakarā ar 13 protoniem). Būs arī 13 elektroni.

6. Piemērs #3. Nosakiet kodollādiņu atoms sudrabs (Ag). Sudrabam ir sērijas numurs - Nr. 47. Līdz ar to kodola lādiņš atoms sudrabs + 47 (sakarā ar 47 protoniem). Ir arī 47 elektroni.

Ķīmiskā elementa atoms sastāv no kodoli un elektroniskais apvalks. Kodols ir atoma centrālā daļa, kurā ir koncentrēta aptuveni katra tā masa. Atšķirībā no elektronu apvalka, kodolam ir pareizais maksas .

Jums būs nepieciešams

• Ķīmiskā elementa atomskaitlis, Mozeleja likums

Instrukcija

1. Atoma kodols sastāv no 2 veidu daļiņām - protoniem un neitroniem. Neitroni ir elektriski neitrālas daļiņas, tas ir, to elektriskās maksas nulle. Protoni ir pozitīvi lādētas daļiņas un to elektriskās maksas ir +1.

2. Tādējādi maksas kodoli vienāds ar protonu skaitu. Savukārt protonu skaits kodolā ir vienāds ar ķīmiskā elementa kodola skaitli. Piemēram, ūdeņraža kodola skaitlis ir 1, tas ir, ūdeņraža kodols sastāv no viena protona un ir maksas+1. Nātrija kodola skaitlis ir 11, maksas viņa kodoli vienāds ar +11.

3. Alfa sabrukšanas stadijā kodoli tā kodola skaitlis tiek samazināts par diviem, izstarojot alfa daļiņu ( kodoli hēlija atoms). Tādējādi par diviem samazinās arī protonu skaits kodolā, kurā ir veikta alfa sabrukšana Beta sabrukšana var notikt 3 dažādi veidi. Beta-mīnus sabrukšanas gadījumā neitrons pārvēršas par protonu, izstarojot elektronu un antineitrīnu. Tad maksas kodoli palielinās par vienu. Beta-plus sabrukšanas gadījumā protons pārvēršas par neitronu, pozitronu un neitrīno, maksas kodoli samazinās par vienu.Elektroniskās uztveršanas gadījumā maksas kodoli arī samazinās par vienu.

4. Uzlādē kodoli arī pēc atoma raksturīgā starojuma spektrālo līniju frekvences var noteikt. Saskaņā ar Mozeleja likumu: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, kur v ir raksturīgā starojuma spektrālā frekvence, R ir Ridberga nepārtrauktība, S ir skrīninga nepārtrauktība, n ir galvenais kvantu skaitlis. Z = n*sqrt(v/r)+s.

Saistītie video

Atoms ir visa elementa mazākā daļiņa, kurai ir tā ķīmiskās īpašības. Gan par atoma esamību, gan uzbūvi jau senos laikos ir diskutēts un izprasts. Tika konstatēts, ka atomu uzbūve ir līdzīga Skaidrās sistēmas uzbūvei: centrā atrodas kodols, kas aizņem diezgan maz vietas, bet sevī fokusē aptuveni visu masu; ap to griežas "planētas" - elektroni, kas nes negatīvu maksas. Kā var noteikt lādiņu? kodoli atoms?

Instrukcija

1. Katrs atoms ir elektriski neitrāls. Bet no tā, ka elektroni nes negatīvus maksas, tiem jābūt līdzsvarotiem ar pretējiem lādiņiem. Tā ir patiesība. pozitīvs maksas pārnēsā daļiņas, ko sauc par protoniem, kas atrodas atoma kodolā. Protons ir daudz apjomīgāks par elektronu: tas sver pat 1836 elektronus!

2. Primitīvākais gadījums ir pirmā elementa ūdeņraža atoms Periodiskā tabula. Aplūkojot tabulu, jūs redzēsiet, ka tas ieņem pirmo vietu, un tā kodols sastāv no izcila protona, ap kuru griežas ārkārtējs elektrons. No tā izriet, ka maksa kodoliūdeņraža atoms ir +1.

3. Citu elementu kodoli sastāv ne tikai no protoniem, bet arī no tā sauktajiem "neitroniem". Kā var viegli saprast no paša nosaukuma, neitroni nesatur nekādu lādiņu – ne negatīvu, ne pareizu. Tāpēc atcerieties: neatkarīgi no tā, cik neitronu ir iekļauti kodolā kodoli, tie ietekmē tikai tā masu, bet ne lādiņu.

4. Līdz ar to pozitīvā lādiņa lielums kodoli Atoms ir atkarīgs tikai no tā, cik daudz protonu tas satur. Bet tā kā, kā tika norādīts tuvāk, atoms ir elektriski neitrāls, tā kodolam jāsatur tik daudz protonu, cik ap to griežas elektroni. kodoli. Protonu skaitu nosaka elementa kārtas numurs periodiskajā tabulā.

5. Apsveriet vairākus elementus. Pieņemsim, ka slavenais un steidzami nepieciešamais skābeklis atrodas "šūnā" ar numuru 8. Līdz ar to tās kodolā ir 8 protoni, un lādiņš kodoli būs +8. Tērauds aizņem “šūnu” ar numuru 26, un attiecīgi tam ir lādiņš kodoli+26. Un kārtīgam metālam – zeltam, ar sērijas numuru 79 – būs tieši tāds pats lādiņš kodoli(79), ar + zīmi. Attiecīgi skābekļa atoms satur 8 elektronus, dzelzs atoms - 26, bet zelta atoms - 79.

Saistītie video

IN parastos apstākļos atoms ir elektriski neitrāls. Šajā gadījumā atoma kodols, kas sastāv no protoniem un neitroniem, ir pozitīvi uzlādēts, un elektroniem ir negatīvs lādiņš. Ar elektronu pārpalikumu vai trūkumu atoms pārvēršas par jonu.

Instrukcija

1. Katram ķīmiskajam elementam ir savs unikāls kodollādiņš. Tas ir lādiņš, kas nosaka elementa skaitu periodiskajā sistēmā. Tātad ūdeņraža kodolam ir lādiņš +1, hēlija +2, litija +3, berilija +4 utt. Tādējādi, ja mēs saglabājam elementu, tā atoma kodola lādiņu var noteikt no periodiskās tabulas.

2. No tā, ka parastos apstākļos atoms ir elektriski neitrāls, elektronu skaits atbilst atoma kodola lādiņam. Elektronu negatīvo lādiņu kompensē kodola pozitīvais lādiņš. Elektrostatiskie spēki notur elektronu mākoņus atoma tuvumā, kas nodrošina tā stabilitāti.

3. Noteiktu apstākļu ietekmē ir atļauts atņemt elektronus no atoma vai pievienot tam papildu. Ja atomam atņem elektronu, atoms kļūst par katjonu – pareizi uzlādētu jonu. Ar pārmērīgu elektronu skaitu atoms kļūst par anjonu - negatīvi lādētu jonu.

4. Ķīmiskie savienojumi var būt molekulāra vai jonu raksturs. Molekulas ir arī elektriski neitrālas, un joniem ir noteikts lādiņš. Tātad amonjaka molekula NH3 ir neitrāla, bet amonija jons NH4 + ir pareizi uzlādēts. Saites starp atomiem amonjaka molekulā ir kovalentas, ko veido apmaiņas veids. Ceturtais ūdeņraža atoms tiek pievienots saskaņā ar donora-akceptora mehānismu, tas arī ir kovalentā saite. Amonijs veidojas, kad amonjaks reaģē ar skābes šķīdumiem.

5. Galvenais ir saprast, ka elementa kodola lādiņš nav atkarīgs no ķīmiskām reinkarnācijām. Neatkarīgi no tā, cik daudz elektronu jūs pievienojat vai atņemat, kodola lādiņš paliek nemainīgs. Piemēram, O atomu, O-anjonu un O+ katjonu raksturo viens un tas pats kodola lādiņš +8. Šajā gadījumā atomam ir 8 elektroni, anjonam 9, katjonam - 7. Pats kodols var tikt mainīts tikai caur kodolmetamorfozēm.

6. Īpaši bieži kodolreakcijas- radioaktīvā sabrukšana, kas var notikt dabiskajā vidē. Elementu kodolmasa, kas dabā tiek pakļauta šādai sabrukšanai, ir ietverta kvadrātiekavās. Tas nozīmē, ka masas skaitlis nav nemainīgs, laika gaitā mainās.

Periodiskajā elementu tabulā D.I. Mendeļejeva sudrabam ir sērijas numurs 47 un apzīmējums "Ag" (argentum). Šī metāla nosaukums varētu būt cēlies no latīņu valodas "argos", kas nozīmē "balts", "spīdīgs".

Instrukcija

1. Sudrabs sabiedrībai bija zināms jau 4. gadu tūkstotī pirms mūsu ēras. Senajā Ēģiptē to pat sauca par "balto zeltu". Šis dārgais metāls dabā ir sastopams gan dabiskā veidā, gan savienojumu, piemēram, sulfīdu veidā. Sudraba tīrradņiem ir milzīgs svars, un tie bieži satur zelta, dzīvsudraba, vara, platīna, antimona un bismuta piemaisījumus.

2. Ķīmiskās īpašības sudrabs.Sudrabs pieder pie pārejas metālu grupas un tam piemīt visas metālu īpašības. Taču sudraba ķīmiskā aktivitāte ir zema – metālu elektroķīmiskajā spriegumu virknē tas atrodas pa labi no ūdeņraža, aptuveni pašā galā. Savienojumos sudraba oksidācijas pakāpe visbiežāk ir +1.

3. Parastos apstākļos sudrabs nereaģē ar skābekli, ūdeņradi, slāpekli, oglekli, silīciju, bet mijiedarbojas ar sēru, veidojot sudraba sulfīdu: 2Ag+S=Ag2S. Sildot, sudrabs mijiedarbojas ar halogēniem: 2Ag+Cl2=2AgCl?.

4. Šķīstošo sudraba nitrātu AgNO3 izmanto labas kvalitātes halogenīdu jonu noteikšanai šķīdumā - (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal?. Piemēram, mijiedarbojoties ar hlora anjoniem, sudrabs rada nešķīstošu baltas nogulsnes AgCl?.

5. Kāpēc sudraba priekšmeti izbalē gaisā? Sudraba priekšmetu pakāpeniskas tumšākas iemesls ir tas, ka sudrabs reaģē ar gaisā esošo sērūdeņradi. Rezultātā uz metāla virsmas veidojas Ag2S plēve: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

6. Kā sudrabs mijiedarbojas ar skābēm?Sudrabs, tāpat kā varš, nesadarbojas ar atšķaidītu sālsskābi un sērskābi, jo tas ir zemas aktivitātes metāls un nevar izspiest no tām ūdeņradi. Oksidējošās skābes, slāpekļskābes un koncentrētas sērskābes, izšķīdina sudrabu: 2Ag + 2H2SO4 (konc.) = Ag2SO4 + SO2? + 2H2O; Ag+2HNO3(konc.)=AgNO3+NO2+H2O; 3Ag + 4HNO3 (razb.) \u003d 3AgNO3 + NO? + 2H2O.

7. Ja sudraba nitrāta šķīdumam pievieno sārmu, iegūst tumšas kastaņu sudraba oksīda Ag2O nogulsnes: 2AgNO3+2NaOH=Ag2O?+2NaNO3+H2O.

8. Tāpat kā vienvērtīgie vara savienojumi, nešķīstošās AgCl un Ag2O nogulsnes spēj izšķīst amonjaka šķīdumos, veidojot kompleksus savienojumus: AgCl + 2NH3 = Cl; Ag2O+4NH3+H2O=2OH. Pēdējo savienojumu bieži izmanto organiskajā ķīmijā "sudraba spoguļa" reakcijā - labas kvalitātes reakcijas aldehīdu grupai.

Ogleklis ir viens no ķīmiskajiem elementiem, kura periodiskajā tabulā ir simbols C. Tā sērijas numurs ir 6, kodolmasa ir 12,0107 g/mol, atoma rādiuss ir 91 pm. Savu nosaukumu ogleklis ir parādā krievu ķīmiķiem, kuri elementam vispirms piešķīra nosaukumu "ogleklis", kas pēc tam pārtapa par pašreizējo.

Instrukcija

1. Ogleklis ir izmantots rūpniecībā kopš seniem laikiem, kad kalēji to izmantoja metālu kausēšanā. Plaši zināmas ir divas ķīmiskā elementa allotropās modifikācijas - dimants, ko izmanto juvelierizstrādājumu un rūpniecības sektorā, kā arī grafīts, par kura atklāšanu tas nesen tika apbalvots. Nobela prēmija. Pat Antuāns Lavuazjē veica pirmās iemaņas ar tā sauktajām tīrajām oglēm, pēc tam zinātnieku grupa - Gitons de Morvo, pats Lavuazjē, Bertolē un Furruā, kas savu prasmi aprakstīja grāmatā "Ķīmiskās nomenklatūras metode" īpašības.

2. Pirmo reizi brīvo oglekli izveda britu Tennants, kas fosfora tvaikus izlaida pāri karstam krītam un kopā ar oglekli saņēma kalcija fosfātu. Turpināja britu štāba iemaņas francūzis Guitons de Morvo. Viņš rūpīgi karsēja dimantu, galu galā pārvēršot to grafītā un vēlāk ogļskābē.

3. Oglekļa saturs ir diezgan daudzveidīgs fizikālās īpašības izglītības dēļ ķīmiskās saites dažāda veida. Tuvāk zināms, ka šis ķīmiskais elements nepārtraukti veidojas stratosfēras apakšējos slāņos, un tā īpašības jau kopš 50. gadiem ir nodrošinājušas ogleklim vietu atomelektrostacijās un ūdeņraža kodolbumbās.

4. Fiziķi izšķir vairākas oglekļa formas vai konstrukcijas: tetrisko, trigonālo un diagonālo. Tam ir arī vairākas kristāliskas variācijas – dimants, grafēns, grafīts, karbīns, lonsdaleīts, nanodimants, fullerēns, fullerīts, oglekļa šķiedra, nanošķiedra un nanocaurules. Amorfajai oglei ir arī formas: aktivēta un ogles, fosilās ogles vai antracīts, akmeņogles vai naftas kokss, stiklveida ogle, ogle, ogle un oglekļa nanoplēve. Fiziķiem ir arī kopīgas kolestera variācijas - astrāli, dikarboni un oglekļa nanokoni.

5. Ogleklis ir diezgan inerts, ja nav ekstremālu temperatūru, un, kad tiek sasniegts to augšējais slieksnis, tas daudz vairāk savienojas ar citiem ķīmiskajiem elementiem, parādot visspēcīgākās reducējošās īpašības.

6. Iespējams, īpaši slavens oglekļa pielietojums ir zīmuļu rūpniecībā, kur to sajauc ar māliem, lai padarītu to mazāk trauslu. To izmanto arī kā smērvielu dūšīgi augstu vai zemas temperatūras, un augstā kušanas temperatūra ļauj no oglekļa izgatavot spēcīgus tīģeļus metālu liešanai. Grafīts ir arī burvīgi vadošs elektrība, kas sniedz lielas izredzes tā izmantošanai elektronikā.

Saistītie video

Piezīme!
D.I. Mendeļejeva tabulā vienā šūnā ir norādītas divas skaitliskās vērtības visam ķīmiskajam elementam. Nejauciet elementa atomskaitli un relatīvo kodolmasu

Pētot α-daļiņas iziešanu caur plānu zelta foliju (skat. 6.2. nodaļu), E. Rezerfords nonāca pie secinājuma, ka atoms sastāv no smaga pozitīvi lādēta kodola un elektroniem, kas to ieskauj.

kodols sauc par atoma centru,kurā ir koncentrēta gandrīz visa atoma masa un tā pozitīvais lādiņš.

IN atoma kodola sastāvs ir iekļauti elementārdaļiņas : protoni Un neitroni (nukleoni no latīņu vārda kodols- kodols). Šādu kodola protonu-neitronu modeli ierosināja padomju fiziķis 1932. gadā D.D. Ivaņenko. Protonam ir pozitīvs lādiņš e + = 1,06 10 -19 C un miera masa m p\u003d 1,673 10 -27 kg \u003d 1836 es. Neitrons ( n) ir neitrāla daļiņa ar miera masu m n= 1,675 10 -27 kg = 1839 es(kur elektrona masa es, ir vienāds ar 0,91 10 -31 kg). Uz att. 9.1 parāda hēlija atoma uzbūvi atbilstoši XX beigu idejām - sākumā XXI V.

Pamatmaksa vienāds Ze, Kur e ir protona lādiņš, Z- maksas numurs vienāds ar sērijas numursķīmiskais elements Mendeļejeva periodiskajā elementu sistēmā, t.i. protonu skaits kodolā. Tiek apzīmēts neitronu skaits kodolā N. Parasti Z > N.

Kodoli ar Z= 1 līdz Z = 107 – 118.

Nuklonu skaits kodolā A = Z + N sauca masas skaitlis . kodoli ar to pašu Z, bet savādāk A sauca izotopi. Kodoli, kas, tajā pašā A ir dažādi Z, tiek saukti izobāri.

Kodols ir apzīmēts ar tādu pašu simbolu kā neitrālais atoms, kur X ir ķīmiskā elementa simbols. Piemēram: ūdeņradis Z= 1 ir trīs izotopi: – protium ( Z = 1, N= 0), ir deitērijs ( Z = 1, N= 1), – tritijs ( Z = 1, N= 2), alvai ir 10 izotopi utt. Lielākajai daļai viena un tā paša ķīmiskā elementa izotopu ir tādas pašas ķīmiskās un līdzīgas fizikālās īpašības. Kopumā ir zināmi aptuveni 300 stabili izotopi un vairāk nekā 2000 dabiski un mākslīgi iegūti. radioaktīvie izotopi.

Kodola izmēru raksturo kodola rādiuss, kam ir nosacīta nozīme kodola robežas izplūšanas dēļ. Pat E. Rezerfords, analizējot savus eksperimentus, parādīja, ka kodola izmērs ir aptuveni 10–15 m (atoma izmērs ir 10–10 m). Ir empīriska formula serdes rādiusa aprēķināšanai:

,

(9.1.1)

Kur R 0 = (1,3 - 1,7) 10 -15 m No tā var redzēt, ka kodola tilpums ir proporcionāls nukleonu skaitam.

Kodolvielas blīvums ir aptuveni 10 17 kg/m 3 un ir nemainīgs visiem kodoliem. Tas ievērojami pārsniedz blīvāko parasto vielu blīvumu.

Protoni un neitroni ir fermions, jo ir spin ħ /2.

Atoma kodolam ir pašu leņķiskais impulss – kodola spin :

,

(9.1.2)

Kur es – iekšējais(pabeigt)griešanās kvantu skaitlis.

Numurs es pieņem veselu vai pusveselu skaitļu vērtības 0, 1/2, 1, 3/2, 2 utt. Kodoli ar pat A ir vesela skaitļa spin(vienībās ħ ) un ievērojiet statistiku Bose–Einšteins(bozoni). Kodoli ar nepāra A ir pusvesela skaitļa griešanās(vienībās ħ ) un ievērojiet statistiku Fermi–Diraks(tie. kodoli ir fermioni).

Kodoldaļiņām ir savi magnētiskie momenti, kas nosaka kodola magnētisko momentu kopumā. Kodolu magnētisko momentu mērīšanas vienība ir kodolmagnetons μ inde:

.

(9.1.3)

Šeit e – absolūtā vērtība elektronu lādiņš, m p ir protona masa.

Kodolmagnetons iekšā m p/es= 1836,5 reizes mazāks par Bora magnetonu, no tā izriet tiek noteiktas atomu magnētiskās īpašības magnētiskās īpašības tā elektroni .

Pastāv saistība starp kodola spinu un tā magnētisko momentu:

,

(9.1.4)

kur γ inde - kodola giromagnētiskā attiecība.

Neitronam ir negatīvs magnētiskais moments μ n≈ – 1,913μ inde, jo neitronu griešanās virziens un tā magnētiskais moments ir pretējs. Protona magnētiskais moments ir pozitīvs un vienāds ar μ R≈ 2,793 μ inde. Tās virziens sakrīt ar protonu griešanās virzienu.

Izplatīšana elektriskais lādiņš protoni kodolā parasti ir asimetriski. Šī sadalījuma novirzes mērs no sfēriski simetriskā ir kodola kvadrupola elektriskais moments J. Ja pieņem, ka lādiņa blīvums visur ir vienāds, tad J nosaka tikai kodola forma. Tātad revolūcijas elipsoīdam

,

(9.1.5)

Kur b ir elipsoīda pusass griešanās virzienā, A- ass perpendikulārā virzienā. Kodolam, kas izstiepts griešanās virzienā, b > A Un J> 0. Kodolam, kas izliekts šajā virzienā, b < a Un J < 0. Для сферического распределения заряда в ядре b = a Un J= 0. Tas attiecas uz kodoliem, kuru spins ir vienāds ar 0 vai ħ /2.

Lai skatītu demonstrācijas, noklikšķiniet uz atbilstošās hipersaites:

Jebkuras vielas atomi ir elektriski neitrālas daļiņas. Atoms sastāv no kodola un elektronu kopas. Kodols nes pozitīvu lādiņu, kura kopējais lādiņš ir vienāds ar visu atoma elektronu lādiņu summu.

Vispārīga informācija par atoma kodola lādiņu

Atoma kodola lādiņš nosaka elementa atrašanās vietu D.I. periodiskajā sistēmā. Mendeļejevs un attiecīgi vielas ķīmiskās īpašības, kas sastāv no šiem atomiem un šo vielu savienojumiem. Kodollādiņa vērtība ir:

kur Z ir elementa numurs periodiskajā tabulā, e ir elektronu lādiņa vērtība vai.

Elementi ar tie paši skaitļi Z, bet dažādas atomu masas sauc par izotopiem. Ja elementiem ir vienāds Z, tad to kodolā ir vienāds protonu skaits, un, ja atomu masas ir atšķirīgas, tad neitronu skaits šo atomu kodolos ir atšķirīgs. Piemēram, ūdeņradim ir divi izotopi: deitērijs un tritijs.

Atomu kodoliem ir pozitīvs lādiņš, jo tie sastāv no protoniem un neitroniem. Protons ir stabila daļiņa, kas pieder hadronu klasei, kas ir ūdeņraža atoma kodols. Protons ir pozitīvi lādēta daļiņa. Tā maksa ir modulo elementārais lādiņš, tas ir, elektrona lādiņš. Protona lādiņš bieži tiek apzīmēts kā , tad mēs varam rakstīt, ka:

Protona () atlikušā masa ir aptuveni vienāda ar:

Vairāk par protonu var uzzināt, izlasot sadaļu "Protona lādiņš".

Kodollādiņu eksperimenti

Moseley bija pirmais, kas izmērīja kodollādiņus 1913. gadā. Mērījumi bija netieši. Zinātnieks noteica saistību starp rentgena starojuma biežumu () un kodola Z lādiņu.

kur C un B ir no elementiem neatkarīgas konstantes aplūkojamai starojuma sērijai.

Čadviks izmērīja kodollādiņu tieši 1920. gadā. Viņš veica daļiņu izkliedēšanu uz metāla plēvēm, būtībā atkārtojot Raterforda eksperimentus, kuru rezultātā Rezerfords sāka būvēt. kodolmodelis atoms.

Šajos eksperimentos daļiņas tika izlaistas caur plānu metāla foliju. Rezerfords atklāja, ka vairumā gadījumu daļiņas izgāja cauri folijai, nelielos leņķos novirzoties no sākotnējā kustības virziena. Tas izskaidrojams ar to, ka - elektronu elektrisko spēku ietekmē tiek novirzītas daļiņas, kurām ir daudz mazāka masa nekā - daļiņām. Dažkārt, diezgan reti, daļiņas tika novirzītas leņķos, kas pārsniedz 90 o . Rezerfords šo faktu skaidroja ar lādiņa klātbūtni atomā, kas ir lokalizēts nelielā tilpumā, un šis lādiņš ir saistīts ar masu, kas ir daudz lielāka par daļiņas masu.

Savu eksperimentu rezultātu matemātiskam aprakstam Rezerfords atvasināja formulu, kas nosaka leņķiskais sadalījums- daļiņas pēc to izkliedes pa atomiem. Atvasinot šo formulu, zinātnieks izmantoja Kulona likumu punktveida lādiņiem un tajā pašā laikā uzskatīja, ka atoma kodola masa ir daudz lielāka par daļiņu masu. Rezerforda formulu var uzrakstīt šādi:

kur n ir izkliedes kodolu skaits uz folijas laukuma vienību; N ir - daļiņu skaits, kas 1 sekundē iziet cauri vienai zonai, perpendikulāri plūsmas virzienam - daļiņas; - daļiņu skaits, kas izkliedētas telpiskā leņķa iekšpusē - izkliedes centra lādiņš; - masa - daļiņas; - novirzes leņķis - daļiņas; v - ātrums - daļiņas.

Pēc Raterforda formulas (3) var atrast atoma kodola lādiņu (Z), ja salīdzinām krītošo daļiņu skaitu (N) ar leņķī izkliedēto daļiņu skaitu (dN), tad funkcija būs atkarīgs tikai no izkliedējošā kodola lādiņa. Veicot eksperimentus un piemērojot Rezerforda formulu, Čedviks atrada platīna, sudraba un vara kodolu lādiņus.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

Vingrinājums	Metāla plāksne tiek apstarota - ar daļiņām ar lielu ātrumu. Daļa šo daļiņu elastīgās mijiedarbības laikā ar metāla atomu kodoliem maina to kustības virzienu uz pretējo. Kāds ir metāla atomu kodola lādiņš (q), ja minimālais attālums starp daļiņu un kodolu ir r. Daļiņas masa ir vienāda ar tās ātrumu v. Risinot problēmu, var neņemt vērā relatīvistiskos efektus. Daļiņas tiek uzskatītas par punktveida, kodols ir nekustīgs un punkts.
Risinājums	Uztaisīsim zīmējumu. Virzoties uz atoma kodolu, daļiņa pārvar Kulona spēku, kas to atgrūž no kodola, jo daļiņai un kodolam ir pozitīvi lādiņi. Kustīgas daļiņas kinētiskā enerģija tiek pārvērsta potenciālajā mijiedarbības enerģijā starp metāla atoma kodolu un daļiņu. Par pamatu problēmas risināšanai jāņem enerģijas nezūdamības likums.: Mēs atrodam punktveida lādētu daļiņu potenciālo enerģiju kā: kur daļiņu lādiņš ir: , jo un - daļiņas ir hēlija atoma kodols, kas sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem, jo ​​pieņemam, ka eksperiments tiek veikts gaisā. Kinētiskā enerģija - daļiņas pirms sadursmes ar atoma kodolu ir vienādas ar: Saskaņā ar (1.1) mēs pielīdzinām izteiksmju (1.2) un (1.3) labās daļas, mums ir: No formulas (1.4) izsakām kodola lādiņu:
Atbilde

Instrukcija

D.I. Mendeļejeva tabulā, tāpat kā daudzstāvu daudzdzīvokļu ēkā "", ķīmiskie elementi, no kuriem katrs aizņem savu dzīvokli. Tādējādi katram no elementiem ir noteikts sērijas numurs, kas norādīts tabulā. Ķīmisko elementu numerācija sākas no kreisās puses uz labo un no augšas. Tabulā horizontālās rindas sauc par periodiem, bet vertikālās kolonnas sauc par grupām. Tas ir svarīgi, jo pēc grupas vai perioda numura var raksturot arī dažus parametrus. atoms.

Atoms ir ķīmiski nedalāms, bet tajā pašā laikā sastāv no mazākiem sastāvdaļas, kas ietver (pozitīvi lādētas daļiņas), (negatīvi uzlādētas) (neitrālas daļiņas). Lielākā daļa atoms kodolā (protonu un neitronu dēļ), ap kuru griežas elektroni. Kopumā atoms ir elektriski neitrāls, tas ir, pozitīvo skaits maksas sakrīt ar negatīvo skaitu, tātad, protonu skaitu un ir vienāds. pozitīvs lādiņš kodoli atoms notiek tikai uz protonu rēķina.

Piemērs Nr. 1. Nosakiet lādiņu kodoli atoms ogleklis (C). Mēs sākam analizēt ķīmisko elementu oglekli, koncentrējoties uz D.I. Mendeļejeva tabulu. Ogleklis atrodas “dzīvoklī” Nr.6. Tāpēc tā kodoli+6 6 protonu (pozitīvi lādētu daļiņu) dēļ, kas atrodas kodolā. Ņemot vērā, ka atoms ir elektriski neitrāls, tas nozīmē, ka tajā būs arī 6 elektroni.

Piemērs Nr. 2. Nosakiet lādiņu kodoli atoms alumīnijs (Al). Alumīnijam ir sērijas numurs - Nr 13. Tāpēc maksa kodoli atoms alumīnijs +13 (sakarā ar 13 protoniem). Būs arī 13 elektroni.

Piemērs Nr. 3. Nosakiet lādiņu kodoli atoms sudrabs (Ag). Sudrabam ir sērijas numurs - Nr. 47. Līdz ar to maksa kodoli atoms sudrabs + 47 (sakarā ar 47 protoniem). Ir arī 47 elektroni.

Piezīme

D.I. Mendeļejeva tabulā katram ķīmiskajam elementam vienā šūnā ir norādītas divas skaitliskās vērtības. Nejauciet elementa atomskaitli un relatīvo atommasu

Ķīmiskā elementa atoms sastāv no kodoli un elektroniskais apvalks. Kodols ir atoma centrālā daļa, kurā ir koncentrēta gandrīz visa tā masa. Atšķirībā no elektronu apvalka, kodolam ir pozitīvs maksas.

Jums būs nepieciešams

• Ķīmiskā elementa atomskaitlis, Mozeleja likums

Instrukcija

Tādējādi maksas kodoli vienāds ar protonu skaitu. Savukārt protonu skaits kodolā ir vienāds ar atomskaitli. Piemēram, ūdeņraža atomu skaits ir 1, tas ir, ūdeņraža kodols sastāv no viena protona un ir maksas+1. Nātrija atomu skaits ir 11, maksas viņa kodoli vienāds ar +11.

Alfa sabrukšanas stadijā kodoli tā atomu skaits tiek samazināts par diviem alfa daļiņas emisijas dēļ ( kodoli atoms). Tādējādi protonu skaits kodolā, kas ir piedzīvojis alfa sabrukšanu, arī tiek samazināts par diviem.
Beta sabrukšana var notikt trīs dažādos veidos. "Beta-mīnus" sabrukšanas gadījumā neitrons izstarot pārvēršas par antineitrīnu. Tad maksas kodoli par vienību.
Beta-plus sabrukšanas gadījumā protons pārvēršas par neitronu, pozitronu un neitrīno, maksas kodoli samazinās par vienu.
Elektroniskās uztveršanas gadījumā maksas kodoli arī samazinās par vienu.

Uzlādē kodoli var noteikt arī pēc atomam raksturīgā starojuma spektrālo līniju frekvences. Saskaņā ar Mozeleja likumu: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, kur v ir spektrāli raksturīgais starojums, R ir Ridberga konstante, S ir skrīninga konstante, n ir galvenais kvantu skaitlis.
Tādējādi Z = n*sqrt(v/r)+s.

Saistītie video

Avoti:

• Kā mainās kodollādiņš?

Atoms ir katra elementa mazākā daļiņa, kurai ir tā ķīmiskās īpašības. Gan par atoma esamību, gan uzbūvi jau kopš seniem laikiem tiek apspriestas un pētītas. Tika konstatēts, ka atomu struktūra ir līdzīga struktūrai Saules sistēma: centrā atrodas kodols, kas aizņem ļoti maz vietas, bet ir koncentrējis sevī gandrīz visu masu; ap to griežas "planētas" - elektroni, kas nes negatīvu maksas. Kā jūs varat atrast maksu? kodoli atoms?

Instrukcija

Jebkurš atoms ir elektriski neitrāls. Bet tā kā tie nes negatīvu maksas, tiem jābūt līdzsvarotiem ar pretējiem lādiņiem. Tā ir patiesība. Pozitīvi maksas pārnēsā daļiņas, ko sauc par protoniem, kas atrodas atoma kodolā. Protons ir daudz masīvāks par elektronu: tas sver pat 1836 elektronus!

Vienkāršākais gadījums ir periodiskās tabulas pirmā elementa ūdeņraža atoms. Aplūkojot tabulu, jūs redzēsiet, ka tas atrodas pirmajā skaitļā, un tā kodols sastāv no viena protona, ap kuru griežas vienīgais. No tā izriet, ka kodoliūdeņraža atoms ir +1.

Citu elementu kodoli vairs nesastāv tikai no protoniem, bet arī no tā sauktajiem "neitroniem". Kā jūs viegli varat saprast no paša nosaukuma, tiem nav nekādu lādiņu, ne negatīvu, ne pozitīvu. Tāpēc atcerieties: neatkarīgi no tā, cik neitronu ir iekļauti atomā kodoli, tie ietekmē tikai tā masu, bet ne lādiņu.

Tāpēc pozitīvā lādiņa lielums kodoli Atoms ir atkarīgs tikai no tā, cik daudz protonu tas satur. Bet, tā kā, kā jau norādīts, atoms ir elektriski neitrāls, tā kodolam jābūt tādam pašam protonu skaitam, kas griežas ap kodoli. Protonu skaitu nosaka elementa kārtas numurs periodiskajā tabulā.

Apsveriet vairākus elementus. Piemēram, labi zināmais un dzīvībai svarīgais skābeklis atrodas "šūnā" ar numuru 8. Tāpēc tās kodolā ir 8 protoni, un lādiņš kodoli būs +8. Dzelzs aizņem “šūnu” ar numuru 26, un attiecīgi tam ir lādiņš kodoli+26. Un metālam - ar sērijas numuru 79 - būs tieši tāds pats lādiņš kodoli(79), ar + zīmi. Attiecīgi skābekļa atoms satur 8 elektronus, atoms - 26 un zelta atoms - 79.

Saistītie video

Normālos apstākļos atoms ir elektriski neitrāls. Šajā gadījumā atoma kodols, kas sastāv no protoniem un neitroniem, ir pozitīvs, un elektroniem ir negatīvs lādiņš. Ar elektronu pārpalikumu vai trūkumu atoms pārvēršas par jonu.

Instrukcija

Ķīmiskie savienojumi var būt molekulāri vai joni. Molekulas ir arī elektriski neitrālas, un joniem ir zināms lādiņš. Tātad amonjaka molekula NH3 ir neitrāla, bet amonija jons NH4+ ir pozitīvi uzlādēts. Saites amonjaka molekulā, ko veido apmaiņas veids. Ceturtais ūdeņraža atoms pievienojas saskaņā ar donora-akceptora mehānismu, šī ir arī kovalentā saite. Amonijs veidojas, kad amonjaks reaģē ar skābes šķīdumiem.

Ir svarīgi saprast, ka elementa kodola lādiņš nav atkarīgs no ķīmiskajām pārvērtībām. Neatkarīgi no tā, cik daudz elektronu jūs pievienojat vai atņemat, kodola lādiņš paliek nemainīgs. Piemēram, O atomu, O-anjonu un O+ katjonu raksturo viens un tas pats kodola lādiņš +8. Šajā gadījumā atomam ir 8 elektroni, anjonam 9, katjonam - 7. Pašu kodolu var mainīt tikai ar kodolpārveidojumiem.

Visizplatītākais kodolreakciju veids ir radioaktīvā sabrukšana, kas var notikt dabiskajā vidē. Atomu masa elementi, kas pakļauti šādai sabrukšanai, ir ievietoti kvadrātiekavās. Tas nozīmē, ka masas skaitlis nav nemainīgs, laika gaitā mainās.

Periodiskajā elementu tabulā D.I. Mendeļejeva sudrabam ir sērijas numurs 47 un apzīmējums "Ag" (argentum). Šī metāla nosaukums, iespējams, cēlies no latīņu valodas "argos", kas nozīmē "balts", "spīdīgs".

Instrukcija

Sudrabs cilvēcei bija zināms jau 4. gadu tūkstotī pirms mūsu ēras. IN Senā Ēģipte to pat sauca par "balto zeltu". Šis metāls dabā ir sastopams gan dabiskā veidā, gan savienojumu veidā, piemēram, sulfīdi. Sudraba tīrradņi ir smagi un bieži satur zelta, dzīvsudraba, vara, platīna, antimona un bismuta piemaisījumus.

Sudraba ķīmiskās īpašības.

Sudrabs pieder pie pārejas metālu grupas un tam piemīt visas metālu īpašības. Taču sudraba aktivitāte ir zema – metālu elektroķīmiskajā spriegumu virknē tas atrodas pa labi no ūdeņraža, gandrīz pašā galā. Savienojumos sudraba oksidācijas pakāpe visbiežāk ir +1.

Normālos apstākļos sudrabs nereaģē ar skābekli, ūdeņradi, slāpekli, oglekli, silīciju, bet mijiedarbojas ar sēru, veidojot sudraba sulfīdu: 2Ag+S=Ag2S. Sildot, sudrabs mijiedarbojas ar halogēniem: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Šķīstošo sudraba nitrātu AgNO3 izmanto halogenīdu jonu kvalitatīvai noteikšanai šķīdumā – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Piemēram, mijiedarbojoties ar hlora anjoniem, sudrabs rada nešķīstošas ​​baltas nogulsnes AgCl↓.

Kāpēc sudraba trauki kļūst tumšāki, saskaroties ar gaisu?

Sudraba izstrādājumu pakāpeniskas ražošanas iemesls ir tas, ka sudrabs reaģē ar gaisā esošo sērūdeņradi. Rezultātā uz metāla virsmas veidojas Ag2S plēve: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.