Generated with Monsha

Save this resource to edit, expand, or export it, or create more resources for free.

Атом құрылысы: Теориялық негіздер мен құрамдас бөлшектер

Anything
Age 14–15
Қазақ

Атом құрылысы: Теориялық негіздер мен құрамдас бөлшектер

Атом құрылысы

Әлемдегі барлық заттар мен материалдар өте ұсақ бөлшектерден құралады. Химия мен физиканың негізін қалайтын ең маңызды ұғымдардың бірі — атом. Бұл тақырыпта атомның ішкі құрылысы, субатомдық бөлшектер, олардың сипаттамалары және электрондардың деңгейлер бойынша орналасу заңдылықтары қарастырылады.


1. Атом туралы түсінік

Ежелгі грек философы Демокрит заттың бөлінбейтін ең кіші бөлшегін «атом» (грек тілінен аударғанда «atomos» — «бөлінбейтін») деп атаған болатын. Алайда XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың басындағы ғылыми жаңалықтар (электронның, радиоактивтіліктің және атом ядросының ашылуы) атомның күрделі құрылысты екенін дәлелдеді.
Атом — химиялық элементтің барлық қасиеттерін өзінде сақтайтын, электрлік бейтарап, өте кішкентай микрожүйе.
Заманауи планетарлық модельге (Э. Резерфорд және Н. Бор ұсынған) сәйкес, атом ортасында оң зарядталған ядродан және оның айналасында қозғалатын теріс зарядталған электрондардан тұрады.
1-сурет: Атом құрылысының моделі мен негізгі бөлшектері
1-сурет: Атом құрылысының моделі мен негізгі бөлшектері



2. Субатомдық бөлшектер және олардың қасиеттері

Атом үш негізгі қарапайым (субатомдық) бөлшектен тұрады:
  1. Протон (
    
    ) — оң зарядталған бөлшек. Ол ядрода орналасады.
  1. Нейтрон (
    
    ) — электрлік заряды жоқ (бейтарап) бөлшек. Ол да ядроның құрамына кіреді. Протондар мен нейтрондарды жалпы атаумен нуклондар деп атайды.
  1. Электрон (
    
    ) — теріс зарядталған бөлшек. Электрондар ядро маңында белгілі бір қашықтықтағы орбитальдарда қозғалып, электрондық қабықшаны түзеді.

Бөлшектердің сипаттамалық кестесі

Бөлшек
Белгіленуі
Шартты заряды
Салыстырмалы массасы (м.а.б.)
Атомда орналасуы
Протон

+1
1
Ядрода
Нейтрон

0
1
Ядрода
Электрон

-1

(0)
Электрондық қабықшада
Маңызды қағида: Кез келген атом бейтарап күйде болады, себебі оның ядросындағы оң зарядталған протондар саны электрондық қабықшадағы теріс зарядталған электрондар санына әрқашан тең: Протондар саны (

) = Электрондар саны (

)
Атомның барлық дерлік массасы оның ядросында шоғырланған. Ядроның өлшемі атомның жалпы өлшемімен салыстырғанда өте кішкентай (шамамен 100 000 есе кіші), бірақ оның тығыздығы өте жоғары.


3. Атомдық нөмір, массалық сан және изотоптар

Химиялық элементтің табиғаты мен орнын анықтау үшін екі негізгі шама қолданылады:

Атомдық (реттік) нөмір (

)

  • Д. И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі элементтің реттік нөмірі.
  • Ядродағы протондар санына тең.
  • Бейтарап атомдағы электрондар санына сәйкес келеді.

Массалық сан (

)

  • Ядродағы барлық нуклондардың (протондар мен нейтрондардың) қосындысы:
    
    мұндағы:
  • 
    — массалық сан,
  • 
    — протондар саны (атомдық нөмір),
  • 
    — нейтрондар саны.
Бұдан нейтрондар санын табу формуласы шығады:


Химиялық таңбалануы

Химиялық элементтің құрамы келесі үлгіде жазылады:

Мұндағы:
  • 
    — элементтің химиялық таңбасы,
  • 
    — жоғарғы сол жақтағы массалық сан,
  • 
    — төменгі сол жақтағы реттік нөмір (протон саны).

Изотоптар

Изотоптар — ядросындағы протондар саны (реттік нөмірі) бірдей, бірақ нейтрондар саны (массалық саны) әртүрлі болатын бір химиялық элементтің атомдары.
Мысалы, табиғатта сутектің үш түрлі изотопы кездеседі:
  • Протий (
    
    ): 1 протон, 0 нейтрон, 1 электрон.
  • Дейтерий (
    
    ): 1 протон, 1 нейтрон, 1 электрон.
  • Тритий (
    
    ): 1 протон, 2 нейтрон, 1 электрон.


4. Электрондық қабықшалар және энергетикалық деңгейлер

Электрондар ядроның айналасында бей-берекет қозғалмайды, олар белгілі бір энергетикалық деңгейлерде (электрондық қабаттарда) орналасады. Деңгейлер ядродан алыстаған сайын энергиясы арта түседі және

деп белгіленеді.
Әрбір энергетикалық деңгей белгілі бір максималды электрон санын ғана сыйғыза алады. Ол келесі формуламен есептеледі:

  • 1-деңгей (
    
    ):
    
  • 2-деңгей (
    
    ):
    
  • 3-деңгей (
    
    ):
    

Валенттік электрондар

Атомның ең сыртқы электрондық қабатында орналасқан электрондар валенттік электрондар деп аталады. Олар элементтің химиялық қасиеттерін, басқа атомдармен қалай байланыс түзе алатынын және валенттілігін анықтайды.
  • Сыртқы қабаты 8 электронмен толық толған атомдар (мысалы, гелий, неон, аргон сияқты инертті газдар) өте тұрақты және химиялық реакцияларға түспейді.


5. Мысалдар: Атом құрылысын анықтау

1-мысал: Көміртек атомы (

)

  • Реттік нөмірі (
    
    ): 6
  • Протондар саны (
    
    ): 6
  • Электрондар саны (
    
    ): 6
  • Массалық саны (
    
    ): 12
  • Нейтрондар саны (
    
    ):
    
  • Электрондардың деңгейлерге бөлінуі: 1-деңгейде 2 электрон, 2-деңгейде 4 электрон (жазылуы: 2, 4).

2-мысал: Натрий атомы (

)

  • Реттік нөмірі (
    
    ): 11
  • Протондар саны (
    
    ): 11
  • Электрондар саны (
    
    ): 11
  • Массалық саны (
    
    ): 23
  • Нейтрондар саны (
    
    ):
    
  • Электрондардың бөлінуі: 2, 8, 1 (сыртқы қабатында 1 валенттік электрон бар).

3-мысал: Хлор атомы (

)

  • Реттік нөмірі (
    
    ): 17
  • Протондар саны (
    
    ): 17
  • Электрондар саны (
    
    ): 17
  • Массалық саны (
    
    ): 35
  • Нейтрондар саны (
    
    ):
    
  • Электрондардың бөлінуі: 2, 8, 7 (сыртқы қабатында 7 электрон бар).


6. Өз біліміңді тексер

Төмендегі тапсырмаларды орындап, тақырыпты қалай меңгергеніңді тексеріп көр:

1-тапсырма: Кестені толтырыңыз

Периодтық кестені немесе формулаларды пайдаланып, бос орындарды толтырыңыз:
Элемент белгісі
Атомдық нөмір (

)
Массалық сан (

)
Протон саны (

)
Нейтрон саны (

)
Электрон саны (

)

(Оттек)
8
16
?
?
?

(Магний)
?
24
12
?
?

(Калий)
?
?
19
20
?

2-тапсырма: Ойлануға арналған сұрақтар

  1. Неліктен атом тұтастай алғанда электрлік бейтарап болып саналады?
  1. Атом ядросының зарядын қай бөлшек анықтайды және неліктен?
  1. Егер бейтарап атом бір электронды беріп жіберсе немесе өзіне қосып алса, ол қандай бөлшекке айналады?