Атом - күрделі бөлшек. Химия, 10 сынып, дидактикалық материал.

Қосымша 1

 Э. Резерфорд 1911 ж атом құрылысының ядролық (планетарлық) моделін ұсынды. Қазіргі атом моделі – алғашқы кездегі модельдердің көптеген өзгертуінің нәтижесі. Атомдар өте кішкентай, диаметрі – шамамен 10⁻¹⁰ м, яғни 100 пм. Атом бейтарап электрлі, түгелге жуық бос және шектеусіз.

 Атомда элементар бөлшектер: электрондар, протондар (p⁺) және нейтрондар (n⁰) бар. Элементар бөлшектердің өзіндік ішкі құрылымы болады, олар кварк деп аталатын, өз алдына тіршілік ете алмайтын бөлшектерден тұрады.

Олар теріс зарядқа 1,6 ⋅ 10^–19 Кл ие, оның массасы протонмен салыстырғанда өте аз және 9,1 ⋅ 10^–28 г немесе 1/200 тең. Электрондар ядроны электрон орбитальдары бойымен айнала қозғалады.

Ядро – оң зарядталған протондар (p⁺) мен электр нейтралды нейтрондардан (n⁰) (нуклондардан) құралатын оң зарядталған атомның ең ауыр, орталық бөлігі. Оң зарядталған ядро зарядының қосынды мәні протон санына сәйкес келеді. Электрон саны бөлек атомдарда протон санына тең. Протон мен нейтрондар (лат. nucleus – ядро) нуклондар деп аталады.

Ядродағы нуклондардың жалпы саны массалық сан және A әрпімен белгіленеді.

Массалық сан атом массасын сипаттайды. Себебі протон мен нейтрон массасы іс жүзінде тең болғандықтан, нуклон массасының орташа мәні шамамен массаның атом бірлігіне (1 м.а.б.) тең деп қабылданады. Массалық сан A массаның атом бірлігімен өрнектелген атом массасына тең болады. Ядродағы протон саны зарядтық сан деп аталады, Z әрпімен белгіленеді және элементтің реттік нөмірімен сәйкес келеді. Массалық сан A – бұл ядро нуклондарының жалпы саны, сондықтан A = Z + N. Бұдан нейтрон саны: N = A – Z болады. Элементтің массалық саны мен зарядтық саны әріппен белгіленетін химиялық элемент таңбасының алдында жазылады. Яғни кез келген элемент ядросын былай өрнектеуге болады:

Қосымша 2

Атомдық орбиталь – молекуладағыдай атомдық ядрода немесе ядролық жүйе аймағында болатын, тек екі электроннан артық емес, электрондардың қасиетін сипаттайтын толқындық функция. Орбиталь әдетте кеңістіктің үш өлшемді аймағы болып көрінеді және оның ішінде электронның болу ықтималдығы – 95%.

Атомдық орбитальдар әр түрлі пішінге ие бола алады: s – 1 орбиталь, p – 3 орбиталь, d – 5 орбиталь, f – 7орбитальдан.

Паули принципіне сәйкес, кез келген орбитальда спиндері қарама-қарсы, екеуден артық емес электрон орналасуы мүмкін. Сондықтан атомда төрт квант сандар жиыны бірдей екі электрон болмайды (n, l, m_l, m_s).

Гунд ережесі (Хунд) бір энергетикалық деңгейге жататын, бірдей энергияларға ие электрондар орбитальдардың толтырылу ретін анықтайды.

Орбитальдарды толтыру спиндары параллель дара электрондардан басталады, дара электрондар барлық орбитальдар орналасқаннан кейін ғана спиндері қарама-қарсы электрондармен жұп болып, орбитальдарда орналастырылады.

Нәтижесінде атомдағы барлық электронның спиндерінің қосындысы (және спин квант сандарының қосындысы) максимал мәніне жетеді.