АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Вещества атомного строения. Основные сведения о стороении атома. Атомное ядро

Читайте также:
  1. A) Самопроизвольный перенос вещества через мембрану за счет энергии сконцентрированной в каком-либо градиенте.
  2. A) это основные или ведущие начала процесса формирования развития и функционирования права
  3. A. Остеонном слое компактного вещества
  4. E) жирорастворимым веществам.
  5. I. Основные характеристики и проблемы философской методологии.
  6. I. Сведения о заявителе
  7. II. Основные задачи и функции Отдела по делам молодежи
  8. II. Основные принципы и правила поведения студентов ВСФ РАП.
  9. III. Основные требования к одежде и внешнему виду учащихся
  10. III. Основные требования по нормоконтролю
  11. L.3.1. Процессы переноса вещества и тепла.
  12. WWW и Интернет. Основные сведения об интернете. Сервисы интернета.

Основной структурной единицей веществ атомного строения является атом.

Атом – мельчайшая, электронейтральная, химически неделимая частица вещества, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.

Электронная оболочка – совокупность движущихся вокруг ядра электронов.

Электрон – одна из элементарных частиц материи, обладающая массой покоя и элементарным отрицательным зарядом.

Атомное ядро – центральная, положительно заряженная, сложно организованная часть атома, состоящая из нуклонов, связанных между собой ядерными силами.

Нуклоны – общее название двух типов частиц, протонов и нейтронов.

С точки зрения атомной физики протон и нейтрон являются двумя состояниями одной и той же частицы – нуклона.

Нуклон – структурная единица ядра атома, которая может находиться в двух состояниях, протона и нейтрона.

Основные характеристики некоторых субатомных частиц

  Год открытия Учёный Обозначение Масса покоя (кг) Заряд (Кл) Относительная масса
Протон 1919 Эрнест Резерфорд 11p 1,673∙10-27 +1,6∙10-19 1
Нейтрон 1932 Джеймс Чедвик 10n 1,675∙10-27 0 1
Электрон 1897 Джозеф Джон Томсон e- 9,108∙10-31 -1,6∙10-19 -

 

Ряд важных правил:

  1. Заряд ядра атома соответствует атомному номеру элемента в периодической системе (Z).
  1. Заряд ядра определяется числом протонов, следовательно:

N(11p) = Z

  1. Так как атом - электронейтральная частица, то:

N(e-) = N(11p) = Z

  1. Массовое число – сумма числа протонов и нейтронов в ядре данного атома.

А = N(11p) + N(10n)

А = Z + N (здесь N = N(10n))

  1. Массовое число атома примерно равно округлённой до целой величины относительной атомной массе.
  1. Для расчета числа нейтронов в ядре:

N = A – Z

Атомы отличаются друг от друга размером, зарядом ядра и другими параметрами. Заряд ядра атома – это наиболее важная его характеристика.

Химический элемент – вид атомов, с определённым зарядом ядра.

Известно, что любой химический элемент в природе, представляет собой “смесь” атомов с одним и тем же зарядом ядра, но разным массовым числом.

Изотопы – атомы с одинаковым зарядом ядра, но разным массовым числом, т.е разным числом нейтронов в ядре.

Содержание изотопов элемента Х в природе может быть оценено в массовых или мольных долях.

Доля – отношение части к целому.

Массовая доля – отношение массы части системы к массе системы. w = m(части) / m(системы)

w% = [m(части) / m(системы)] ∙ 100%

Изотопный состав элементов фактически постоянен для отдельной планеты.

К примеру изотопный состав водорода, как элемента на Земле следующий:

11Н – протий 99,985%; 21Н – дейтерий 0,015%; 31Н – тритий *

Тритий – радиоактивен, в природе не встречается* (получен искусственным путём).

Важной характеристикой отдельно взятого атома является его масса. Масса атома складывается из масс входящих в его состав протонов, нейтронов и электронов с учётом дефекта массы.

(* если и встречается, то в незначительных количествах).

Дефект массы атома – потеря в массе атомом при его образовании из отдельных протонов, нейтронов и электронов.

Δm = ΔE / c2

Δm – изменение массы (кг);

ΔЕ – изменение энергии (Дж);

с – скорость света в вакууме (3∙108 м/с).

Абсолютная масса атома – масса атома, выраженная в кг.

ma(iX) = x (кг), где i – массовое число атома

Примеры:

ma(12C) = 19,9272∙10-27 (кг)

ma(1H) = 1.66∙10-27 (кг)

ma(16O) = 2.66∙10-26 (кг)

Понятно, что величина абсолютной массы атома незначительна. И, скажем, в 16-17 веке экспериментально её измерить было невозможно. Но для химика важно проводить расчеты.

Первым учёным, решившим эту проблему, был Джон Дальтон, он предложил ввести величину относительной атомной массы (Аr). Относительной она называется потому, что вычисляется по отношению к массе произвольно выбранного эталона. Дальтон выбрал за эталон массу самого лёгкого атома- атома водорода и, принял её равной 1.

Ar(H) = 1

Относительные атомные массы известных на то время элементов рассчитывались Дальтоном на основе открытым им закона кратных отношений.

В настоящее время за эталон выбрана 1/12 часть абсолютной массы нуклида 12С.

Атомная единица массы (а.е.м.) – 1/12 ma(12C)

а.е.м. = ma(12C) / 12 = 19,9272∙10-27 кг / 12 = 1,66∙10-27кг = 1,66∙10-24г

Относительная атомная масса – безразмерная величина, равная отношению абсолютной массы данного атома к 1/12 части массы атома изотопа 12C, иначе – это величина, показывающая во сколько раз масса данного атома больше массы 1/12 массы атома углерода изотопа 12C.

Ar(iX) = ma(iX) / а.е.м.

Понятие относительной атомной массы, не следует путать с понятием относительной атомной массы химического элемента Х. Разберёмся, в чём здесь дело. Мы знаем, что химический элемент в природе представляет собой смесь изотопов с различной массовой долей. Ввиду этого, если говорят о массе атома элемента Х, то подразумевают, что это величина средняя!

Средняя абсолютная масса атома элемента – масса атома элемента Х, выраженная в кг, вычисленная с учётом его изотопного состава.

ma(X) = ∑ w∙ma(iX)

Относительная атомная масса элемента – безразмерная величина, равная отношению средней абсолютной массы атома элемента к 1/12 массы атома углерода изотопа 12С, или - величина показывающая во сколько раз средняя масса атома элемента, найденная с учетом природного изотопного состава, больше 1/12 массы атома углерода изотопа 12С.

Ar(X) = ma(X) / а.е.м.

Ar(X) = ∑ w∙ma(iX) / а.е.м.

Относительная атомная масса элемента – величина средняя!

Для решения расчетных задач важна следующая формула:

Ar(X) = ∑ w∙Ar(iX)

Пример:

В природных соединениях хлор находится в виде изотопов 35Cl (75,5% масс.) и 37Cl (24,5% масс.). Вычислите среднюю атомную массу природного хлора.

Дано:

w%(35Cl) = 75,5%

w%(37Cl) = 24,5%

Найти:

Ar(Cl) -?

Решение:

Ar(Cl) = w(35Cl)∙Ar(35Cl) + w(37Cl)∙Ar(37Cl)

Ar(Cl) = 0,755∙35 + 0,245∙37 = 35,5

Ответ:

Ar(Cl) = 35,5


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)