Журавльова Т, Початкові уявлення про будову атома та хімічні елементи, Журнал «Хімія
Мета цієї статті – викладення складних питань загальної хімії, а саме початкових уявлень про будову атомів хімічних елементів у доступній формі. Цей матеріал може передувати вивчення теми більш складному рівні. Такий підхід багаторазово використовувався мною на уроках хімії.
Як відомо, хімія – це наука про речовини. Різні речовини мають різну будову. Бувають речовини атомної будови, вони складаються з атомів. Приклад речовини атомної будови – алмаз. Речовини молекулярної будови утворені молекулами. Наприклад, вода складається з молекул H2O. Будь-яка молекула складається з атомів. Відомі речовини іонної будови. Наприклад, кухонна сіль NaCl складається з іонів натрію та іонів хлору. Іони – це теж атоми чи групи атомів, лише заряджені. Ось і виходить, яку речовину не візьми, в основі її будови лежить атом. Щоб вивчити речовини, спочатку слід зрозуміти, що таке атом.
Ще 150 років тому деякі вчені ставили під сумнів факт існування атомів. Однак через кілька десятиліть, наприкінці XIX – на початку XX ст., була не лише підтверджена реальність атомів, а й доведена їхня складна будова. Було встановлено, що у центрі атома знаходиться ядро. Розміри атома в багато разів перевищують розміри ядра. Уявіть футбольне поле з тенісним м'ячиком посередині. Якщо збільшити атом до розмірів футбольного поля, то його ядра будуть зіставні з тенісним м'ячиком.
Атом складається з елементарних частинок - протонів, нейтронів та електронів. Елементарними ці частинки назвали тому, що, на відміну від атома, вони неподільні. Два види елементарних частинок – протони та нейтрони – утворюють ядро. Електрони утворюютьелектронної оболонки навколо ядра. Електрони на відміну ядер перебувають у постійному русі. Говорячи про рух електрона, я уникаю вживання слів «навколо» та «обертається» і заміняю їх словами «біля» і «рухається». Якби я сказала: "Електрон обертається навколо ядра", ви могли б подумати, що у нього (електрона) є постійна орбіта, подібно до того, як у планет Сонячної системи є свої орбіти навколо Сонця. До речі, на зорі досліджень атома якийсь час вчені так і думали. Було висунуто так звану «планетарну теорію будови атома». Однак пізніше було встановлено, що рух електрона набагато складніший і швидкість цього руху дуже велика. Саме завдяки швидкому руху електронів виникає електронна хмара.
(Можливо, в дитинстві ви грали з гудзиком і ниткою. До середини нитки прив'язується гудзик і багато разів один його кінець обертається за годинниковою стрілкою або проти неї, а потім кінці нитки натягуються і гудзик на великій швидкості починає рухатися в протилежному напрямку. Виникає ілюзія веретена. Проробіть з ґудзиком і ниткою все, як тут описано, спостерігайте веретено, і, можливо, тоді ви краще собі уявите, що така електронна хмара.)
У табл. 1 представлені характеристики елементарних частинок, що становлять атоми.