Відеоурок «Склад атомів

Лист з інструкцією з відновлення пароля буде надіслано на вашу пошту

Головна
8 клас
Хімія
Відеоурок «Склад атомів. Ізотопи»

У ході спостережень та дослідів ми познайомилися з багатьма речовинами. Ми дізналися, що всі речовини складаються із зв'язаних між собою атомів.

Атом - найдрібніша частка хімічного елемента, найменша частина простих і складних речовин.

Здатність атомів утворювати різні хімічні сполуки залежить від їхнього складу та будови. Тому необхідно вивчити атоми, пізнати їхню внутрішню, невидиму простим оком природу, щоб пояснити утворення та зміни речовин. Важливою передумовою вивчення складу та будови атома було відкриття явища радіоактивності.

У 1896 році французький вчений Антуан Анрі Беккерель виявив, що атоми хімічного елемента урану випускають α-випромінювання на кшталт рентгенівського. У 1898 році Марія Склодовська-Кюрі отримала з уранової руди два нові радіоактивні метали – полоній та радій. Спільно з П'єром Кюрі вона встановила, що атоми цих металів виділяють такі самі промені, як і уран, але інтенсивніше. У 1900 році П'єр Кюрі відкрив γ-випромінювання. Уран, полоній та радій були названі радіоактивними елементами, а саме явище випромінювання – радіоактивністю.

Радіоактивність - це властивість атомів деяких елементів довільно випромінювати невидимі оком частинки, вона обумовлена розпадом їх атомних ядер, перетворенням на інші елементи.

Цей розпад супроводжується випромінюванням трьох видів: α, β та γ.

Використовуючи α-випромінювання (потік ядер гелію, що мають велику швидкість, мають масу 4 і заряд +2) і випробовуючи його дію на тонку металеву фольгу берилію,англійський вчений Ернест Резерфорд виявив, що α-частки, проходячи через неї, відхиляються від початкового напряму руху. Це відкриття послужило експериментальним підтвердженням існування позитивно зарядженого ядра атома.

На його основі в 1911 році вчений передбачив наявність у ядрі атома позитивно зарядженої частинки – протона та створив планетарну модель атома.

Відповідно до планетарної моделі атом складається з нестерпного позитивного заряду ядра і рухомих навколо нього негативно заряджених частинок – електронів.

У 1932 році Джеймс Чедвік відкрив нейтрон, а ще пізніше було виявлено безліч різноманітних мікрочастинок, що входять до складу протона.

У сучасній науці основними елементарними частинками атома визнано протон, нейтрон, електрон. Зупинимося докладніше на складі атома та характеристиці цих частинок.

Атом складається з ядра та електронів. Ядро - це частина атома, що складається з протонів і нейтронів і має позитивний заряд. Маса атома визначається масою його протонів та нейтронів.

За своєю масою протони та нейтрони майже однакові: 1,673×10-24 г та 1,675×10-24г. Користуватися масою таких маленьких частинок у грамах дуже незручно, тому запроваджено поняття відносної атомної маси. Порівнюючи маси протона і нейтрону з однією вуглецевою одиницею, що дорівнює 1,661 × 10-24г, отримуємо прості цілі числа - маса протона дорівнює 1, маса нейтрона дорівнює 1.

Протон має позитивний заряд, що дорівнює +1, а нейтрон заряду не має.

Електрон має найменший заряд (1,6×10-19Кл), який умовно прийнято за одиницю,

тобто. - 1. Масою електронів у порівнянні з масою ядра можна практично знехтувати (маса протона більш ніж у 1800 разів перевищує масу електрона). Узагальнимвищесказане у вигляді таких визначень.

Протони – це елементарні частинки з масою приблизно рівною 1 і зарядом +1.

Нейтрони - це електронейтральні (незаряджені) частинки ядра атома з масою, що дорівнює 1.

Електрони – це негативно заряджені частинки атома, які розташовані навколо ядра атома. Вони утворюють електричну оболонку атома.

Різновиди атомних ядер з певним числом протонів та нейтронів називаються нуклідами.

Згідно з сучасною теорією ядра, протони і нейтрони, що входять до складу ядра, пов'язані між собою надзвичайно великими ядерними силами. Ядро за своїми розмірами компактно. Воно в 100 000 разів менше від самого атома, але відрізняється великою щільністю. У ньому зосереджено майже всю масу атома.

Частки, що складають атом, зумовлюють його найважливіші характеристики. З деякими їх ми вже знайомі (валентність, маса та інші).

Заряд ядра – найважливіша характеристика атома та відповідного йому хімічного елемента, що у основі його сучасного визначення. Позитивний заряд ядра створюють його протони: заряд ядра дорівнює числу протонів у ньому. Порядковий (атомний) номер елемента в періодичній системі дорівнює заряду ядра його атомів і позначається буквою Z. Отже, заряд ядра є найважливішою характеристикою хімічного елемента.

хімічний елемент – це вид атомів із однаковим зарядом ядра.

Інший характеристикою атома, залежної від протонів та нейтронів ядра, є маса ядра. Вона позначається літерою і називається масовим числом.

Масове число – це сума числа протонів та нейтронів у ядрі атома.

Обидві характеристики використовують для індексації атома: вони ставляться ліворуч від символу елемента, де А – верхній індекс, а Z – нижнійіндекс, наприклад: 126С.

Протони та нейтрони визначають кількісні характеристики атомів. Від електронів атома залежать його якісні характеристики – здатність поєднуватися з іншими атомами, хімічні властивості.

Звернемося до періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Ми, що числа, виражають атомні маси елементів, мають дробові значення, а за закономірному лінійному збільшенні атомних мас хімічних елементів має місце деяке «порушення» закономірності.

Виникає питання, чому в парах елементів аргон - калій, кобальт - нікель, телур - йод елемент, що стоїть попереду, має велику атомну масу, ніж наступний, чому атомні маси елементів позначені дробовими числами, якщо маси протонів і нейтронів прийняті за 1, а масою електронів як нікчемної можна знехтувати? Яка причина «порушень», що здаються?

Відповіді дають експериментальні та теоретичні дослідження складу ядер та мас атомів різними методами. Вони показали, що в ядрах атомів одного і того ж елемента завжди є однакова кількість протонів, але може бути різне число нейтронів. Такі атоми відрізняються один від одного різним масовим числом та деякими властивостями (наприклад, різною швидкістю дифузії). Так, наприклад, у складі елемента вуглецю є атоми з числом нейтронів 6, 7, 8. Але всі вони відносяться до одного елемента - вуглецю, оскільки заряд ядра вони однакові: +6.

Різновиди атомів однієї й тієї ж елемента, мають однаковий заряд ядра, але різну атомну масу, називаються ізотопами.

Термін походить від грецького isos - "рівний", topos - "місце", тобто займають одне і те ж місце в періодичній системі.

Відносна атомна маса хімічного елемента дорівнює середньомузначення мас всіх його природних ізотопів з урахуванням їх поширеності. Як стандарт для визначення відносної атомної маси приймається 1/12 маси ізотопу атома вуглецю 12С.

Відносна атомна маса хлору дорівнює 35×0,755+37×0,245=35,459=35,5.

Цю ж величину ми бачимо у періодичній таблиці.

Явище ізотопії дозволяє пояснити причину деяких «порушень» у послідовному збільшенні значень атомних мас елементів у згадуваних раніше парах: аргон – калій, кобальт – нікель, телур – йод.

Ізотопи відомі всім хімічних елементів. Найбільше ізотопів мають елементи з порядковим номером 2, від 40 до 56.

Теорія будови ядра та явище ізотопії дозволяють уточнити поняття про відносну атомну масу елемента, поглибити знання про елемент і дати йому більш сучасні визначення. Хімічний елемент – це вид атомів із однаковим зарядом ядра. Хімічний елемент – це сукупність його ізотопів.