Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных частиц – электронов, составляющих его электронную оболочку.

Сумма зарядов электронов равна по модулю положительному заряду ядра, поэтому атом в целом представляет собой электронейтральную систему. Размеры атома определяются размерами его электронной оболочки и составляют величину порядка 10–8 см [3, с. 189].

Электроны в оболочке атома расположены слоями. Число электронных слоев равно порядковому номеру химического элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева.

В первом, ближайшем к ядру слое К вращается не более двух электронов. В следующем за ним слое L – не более 8, в слое М – не более 18, а в четвертом слое N – не более 32 электронов. Таким образом, наибольшее число электронов этих слоев равно удвоенному квадрату номера слоя Z = 2n2. В последующих слоях это правило нарушается, и количество электронов может составлять: в пятом слое О – от 1 до 29, в шестом слое Р – от 1 до 9 и в дополнительном (последнем) слое Q – не более 2 электронов.

Каждый атом существует лишь в определенных дискретных энергетических состояниях, соответствующих строго определенному значению его энергии.

Переход атома из одного энергетического состояния в другое сопровождается поглощением или излучением энергии. В обычном же состоянии атом не излучает.

Если одному из электронов при столкновении с какой-либо частицей извне будет сообщена некоторая дополнительная энергия, то он перейдет на более удаленную орбиту того слоя, которому соответствует его новая энергия. В этом случае атом приходит в возбужденное состояние, и тогда один из электронов внешнего слоя перескакивает на освободившееся место. Через короткое время (порядка 10–8 с) атом возвращается в нормальное состояние, испуская при этом видимый свет, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение.

Если электрон атома получит большую энергию, то он будет совсем выбит (удален) из атома. Подобный процесс называется ионизацией.

Ядро атома состоит из положительно заряженных частиц (протонов) и нейтральных частиц, лишенных заряда (нейтронов). Обе эти частицы обычно называют нуклонами.

Протон – материальная частица, которая имеет массу mр = 1,6726. 10–24 г. = 1,007275 а.е.м. Положительный заряд равен 1е+. Поскольку масса нейтрона (mn = 1,008665 а.е.м.) всего на 0,14% больше массы протона, в расчетах эта разница обычно во внимание не принимается и масса нейтрона практически считается равной массе протона.

Размеры ядра очень малы: 10–12–10–13 см (ядро в 100 000 раз меньше атома). Несмотря на малые размеры ядра в нем сосредоточено 99,95% массы атома. Ввиду этого плотность ядерного вещества очень велика и составляет величину порядка 1017 кг/м3.

Заряд ядра, выраженный в элементарных единицах, численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе Д.И. Менделеева. Это дает возможность по порядковому номеру элемента Z определить число протонов в ядре данного атома.

Общее число нуклонов в ядре атома можно определить по так называемому массовому числу А. Массовое число – это округленный до целых единиц атомный вес элемента. Поскольку число протонов в ядре численно равно порядковому номеру элемента Z, то число нейтронов равно разности массового числа А и порядкового номера Z, т.е. N = А – Z. Например, гелий имеет Z = 2 и А = 4, значит, в ядре атома гелия два протона и два нейтрона.

Таким образом, место элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева и его атомный вес вскрывают не только строение атома, но и структуру его ядра.

Похожие материалы:

Облигатное неассоциативное научение
Привыкание (габитуация, от англ. habit - привычка). Постепенное уменьшение (ослабление), а затем и прекращение реакций на биологически незначимые агенты, реакций, вызываемых монотонно применяемыми идентичными дискретными стимулами. Измене ...

Обмен веществ и энергии
Французский ученый Клод Бернар установил, что живой организм и среда – это единая система, т.е. между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Энергия необходима организму для поддержания всех его жизненно важных функций. ...

Линька
Линька у белого медведя происходит практически в течение всего года. Первыми (в конце мая), начинают линять взрослые самки и годовалые медвежата. Самки, имеющие годовалых медвежат, линяют в начале июня, самки с медвежатами-сеголетками - в ...