Строение атома что содержит атом физика (7 видео)

Атом — это основная строительная единица материи. Изначально он считался неделимым, но благодаря усилиям ученых, таких как Эрнст Резерфорд и Нильс Бор, было установлено, что атом состоит из подэлементов. Это открытие стало важным шагом в развитии физики и привело к пониманию строения и поведения атома.

Основной составляющей атома является ядро. Ядро содержит положительно заряженные частицы — протоны, а также нейтроны, не имеющие электрического заряда. Протоны и нейтроны сосредоточены внутри ядра и составляют большую часть массы атома. Количество протонов в ядре определяет химические свойства элемента и называется атомным номером.

Вокруг ядра находятся электроны — отрицательно заряженные частицы, движущиеся по орбитам или энергетическим уровням. Они образуют электронную оболочку атома. Электроны обладают кинетической энергией и размещаются на разных уровнях энергии. Важно отметить, что наиболее энергетически близкий к ядру уровень содержит наименьшее количество электронов, в то время как удаленные уровни могут содержать больше электронов.

Строение и содержание атома имеет огромное значение для понимания физических и химических процессов. Исследование и манипулирование атомными частицами позволяют нам лучше понять фундаментальные законы природы и использовать эти знания в различных областях науки и технологии, таких как материаловедение, фармакология и энергетика.

Содержание

Основные компоненты атома
Ядро атома
Облако электронов
Ядро атома
Протоны
Нейтроны
Облако электронов
Электроны
Орбитали
Энергетические уровни
Квантовые числа
Энергетические оболочки
💥 Видео

Видео:СТРОЕНИЕ АТОМА ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Основные компоненты атома

Компонент	Заряд	Масса
Электрон	Отрицательная (-)	Очень небольшая
Протон	Положительная (+)	Относительно большая
Нейтрон	Нейтральная (0)	Относительно большая

Электроны обращаются вокруг ядра атома и имеют небольшую массу. Протоны и нейтроны находятся в ядре, протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда. Общее количество протонов и нейтронов в ядре определяет массовое число атома, а количество электронов определяет его заряд.

Ядро атома

Ядро атома обладает высокой плотностью и концентрирует в себе практически всю массу атома, в то время как его размеры много меньше размеров атома в целом. Так, диаметр ядра варьируется от 1 до 15 фемтосекунд (1 фемтосекунда = 10^-15 метра), в то время как размеры атома составляют несколько ангстрем.

Протоны и нейтроны в ядре связаны сильными ядерными силами, которые оказываются достаточно сильными, чтобы преодолеть отталкивающие электростатические силы между протонами. Эти силы позволяют ядру атома быть стабильным и сохранять свою структуру.

Ядро атома может быть стабильным или нестабильным. Нестабильные ядра, или изотопы, могут распадаться и испускать радиацию. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Стабильные ядра часто имеют своеобразную сферическую или эллиптическую форму, но некоторые ядра, такие как уран и плутоний, могут принимать более сложные формы.

Облако электронов

Количество электронных оболочек и число электронов на каждом энергетическом уровне зависят от типа атома и его порядкового номера в таблице Менделеева. Внешняя электронная оболочка, называемая валентной оболочкой, играет важную роль в химических реакциях, так как именно электроны на валентной оболочке взаимодействуют с другими атомами при образовании химических связей.

Электроны в облаке имеют отрицательный электрический заряд и двигаются по орбитам вокруг ядра атома. Теория квантовой механики описывает вероятность нахождения электрона в определенной области облака и представляет его в виде электронных орбиталей.

Интересно, что оболочки могут иметь разную форму и размер, включая сферическую, плоскую и шаровидную. Также, электроны в облаке могут двигаться с различными скоростями и иметь разную энергию в зависимости от их энергетического состояния.

Видео:ФИЗИКА 8 класс : Строение атома | ВидеоурокСкачать

Ядро атома

Протоны и нейтроны называются нуклонами. Они связаны силой ядерного взаимодействия, которая превышает электростатическое отталкивающее взаимодействие между протонами. Эта сила достаточно сильна, чтобы преодолеть электрическую отталкивающую силу и удерживать нуклоны вместе внутри ядра.

Количество протонов в ядре определяет химические свойства атома и его положение в периодической таблице элементов. Количество нейтронов в ядре влияет на стабильность атома и может варьироваться для атомов одного и того же элемента – такие атомы называются изотопами.

Ядро атома имеет очень малые размеры по сравнению с размером всего атома. Например, диаметр ядра кислорода составляет около 3 фемтосекунды (1 фемтосекунда = 10^(-15) метров), в то время как диаметр атома кислорода составляет около 152 пикометров (1 пикометр = 10^(-12) метров).

Нуклон	Масса (кг)	Заряд (Кл)
Протон	1,67 х 10^(-27)	+1,6 х 10^(-19)
Нейтрон	1,67 х 10^(-27)	0

Масса ядра атома равна сумме масс протонов и нейтронов. Масса протона и нейтрона практически одинаковы и составляют около 1,67 х 10^(-27) килограмма. Эта масса намного больше массы электрона, который составляет около 9,11 х 10^(-31) килограмма.

Ядро атома является очень плотным и стабильным образованием. Оно обладает высокой плотностью заряда и прочно удерживает нуклоны внутри себя. Понимание строения ядра атома является ключевым для понимания основных принципов атомной физики и ядерной энергетики.

Протоны

Масса протона составляет около 1,67 × 10^-27 килограмма. Они находятся в ядре атома вместе с нейтронами. Количество протонов в атоме определяет его атомный номер и характеристики элемента.

Взаимодействие протонов с другими частицами играет важную роль в радиационных процессах и взаимодействиях в ядерных реакциях. Протоны имеют ключевое значение в понимании и исследовании структуры атомов и ядер, а также в различных областях физики и физической химии.

Нейтроны

Количество нейтронов в атоме определяет его массовое число. Например, для атома углерода массовое число равно сумме количества протонов и нейтронов, то есть 12.

Нейтроны также играют важную роль в ядерных реакциях. Они участвуют в процессе деления ядра, а также могут быть выброшены из ядра при его распаде. Нейтроны имеют свойство быть стабильными в составе атомного ядра и не распадаются самостоятельно.

Интересный факт:

Нейтроны были открыты в 1932 году американским физиком Джеймсом Чедвиком. За это открытие он получил Нобелевскую премию по физике в 1935 году.

Видео:Физика 8 класс (Урок№12 - Строение атомов. Ионы. Природа электризации тел. Электрическое поле.)Скачать

Облако электронов

Облако электронов можно представить в виде энергетических уровней или орбиталей. Орбитали — это области, в которых с высокой вероятностью можно найти электрон. Они могут иметь различную форму и размер, зависящие от энергетического состояния электрона.

В облаке электронов существуют также энергетические зоны, в которых находятся электроны с определенной энергией. Эти зоны разделены запрещенными зонами, где нахождение электронов запрещено.

Облако электронов играет важную роль в химических свойствах вещества. Взаимодействие электронов в облаке с электронами других атомов определяет способность атомов образовывать химические связи и образовывать молекулы.

Электроны

Электроны обладают массой и отрицательным электрическим зарядом. Они орбитально движутся вокруг ядра на определенных энергетических уровнях или электронных оболочках. Каждая электронная оболочка может содержать определенное количество электронов.

Распределение электронов в атоме определяется по принципу атомного строения, основанному на наборе правил и закономерностей. Главная идея состоит в том, что внешние электроны, находящиеся на самом последнем энергетическом уровне, называемом валентной оболочкой, играют важную роль в химических реакциях и взаимодействии атомов между собой.

Количество электронов в атоме можно определить по атомному номеру элемента в периодической системе химических элементов. Например, у атома кислорода 8 электронов, что соответствует его атомному номеру 8.

Электроны играют важную роль в химических свойствах элементов и образовании химических связей. Их взаимодействие друг с другом и с ядром определяет структуру вещества и возможность происхождения различных соединений.

Электронная оболочка	Максимальное количество электронов
К-оболочка	2
Л-оболочка	8
М-оболочка	18
Н-оболочка	32
О-оболочка	50
П-оболочка	72

Таким образом, электроны являются ключевыми составляющими атома и играют важную роль в понимании его физических и химических свойств.

Орбитали

Орбитали могут быть различной формы и ориентации. В атоме орбитали располагаются на энергетических уровнях, называемых электронными оболочками. Каждая оболочка может содержать определенное количество электронов, а каждая орбиталь – не более двух электронов с противоположным спином.

Орбитали в атоме могут быть разделены на подуровни, обозначаемые буквами s, p, d и f. Подуровни s и p наиболее распространены и хорошо известны. S-орбитали сферической формы и могут содержать до двух электронов. P-орбитали имеют форму шара с вытянутым по осям углами и могут содержать до шести электронов.

Каждая орбиталь имеет свои энергетический уровень и изображается с помощью графических обозначений, таких как схемы атомов или модели индексов, таких как 2s или 3p. Эти обозначения указывают на номер энергетического уровня и тип орбитали.

Знание орбиталей позволяет лучше понять распределение электронов в атоме и проводить расчеты на основе квантовой механики. Они также играют роль в объяснении химических свойств и реакций веществ.

Видео:Видеоролик - анимация "Строение атома и ядра"Скачать

Энергетические уровни

Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Электроны находятся на различных энергетических уровнях, которые определяют их расположение вблизи ядра и их энергию.

Наиболее близким к ядру находится первый энергетический уровень, который имеет наименьшую энергию. На каждом следующем энергетическом уровне энергия электронов возрастает. Очень важно понять, что энергетические уровни не являются непрерывными, а имеют определенные значения энергии.

Электрон может переходить с одного энергетического уровня на другой. При этом, он поглощает или испускает энергию в виде фотонов. Этот процесс называется переходом между энергетическими уровнями. Количество энергии, поглощаемое или испускаемое при переходе электрона, определяется разницей в энергии между уровнями.

Энергетические уровни описывают состояние электронов в атоме и играют важную роль в понимании его свойств и характеристик. Изучение энергетических уровней атома помогает уточнить его строение и дает основу для объяснения различных явлений в физике и химии.

Квантовые числа

Во время исследования строения атома, физики обнаружили, что электроны в атоме не могут находиться в произвольных состояниях, а имеют ограниченные значения энергии и орбитальных параметров. Эти ограничения описываются с помощью квантовых чисел.

Квантовые числа представляют собой числовые значения, которые определяют энергетическое состояние и положение электрона в атоме. Существует несколько типов квантовых чисел:

Квантовое число	Обозначение	Описание
Основное квантовое число	n	Определяет энергетический уровень электрона, его удаленность от ядра. Принимает целые значения от 1 до бесконечности.
Орбитальное квантовое число	l	Определяет форму орбитали – способ распределения электронной плотности вокруг ядра. Принимает значения от 0 до n-1.
Магнитное квантовое число	m_l	Определяет ориентацию орбитали в пространстве. Принимает значения от -l до l.
Спиновое квантовое число	m_s	Определяет направление вращения электрона вокруг своей оси. Может принимать значения +1/2 или -1/2.

Квантовые числа позволяют предсказать и объяснить основные свойства и поведение электронов в атоме. Они являются ключевым инструментом в квантовой физике и помогают в понимании многих аспектов элементарных частиц.

Энергетические оболочки

Атомы состоят из ядра, которое содержит протоны и нейтроны, а также электронов, которые движутся вокруг ядра по энергетическим оболочкам.

Энергетические оболочки атома представляют собой зоны, в которых находятся электроны. Каждая оболочка имеет свой набор энергетических уровней.

Первая энергетическая оболочка ближе всего к ядру и может содержать только два электрона. Вторая оболочка может содержать до восьми электронов, а третья — до восемнадцати.

Энергетические оболочки атома представляют собой уровни энергии, на которых находятся электроны. Энергетический уровень электрона определяет его удаленность от ядра и его энергию.

Электроны могут находиться на разных энергетических уровнях, передвигаясь с одной оболочки на другую при поглощении или испускании энергии. Такие переходы сопровождаются излучением или поглощением электромагнитной радиации.

Энергетические оболочки и их составляющие энергетические уровни имеют важное значение для понимания строения и свойств атомов. Они определяют спектральные линии, химические связи и другие физические и химические характеристики атомов.