Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Схема строения атома

Схема строения атома

Всем известно, что атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена практически вся его масса. Внутри ядра находятся протоны и нейтроны, а вокруг него по орбитам движутся отрицательно заряженные электроны (рис. 1).

Схематическое изображение строения атома

Рис. 1. Схематическое изображение строения атома неона.

Впервые модель строения атома была предложена в 1903 году Дж. Дж. Томсоном. Согласно его предположениям, атом состоит из положительного заряда, равномерно распределенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда.

Гипотеза Томсона была проверена и уточнена Э. Резерфордом, который провел серию опытов по рассеянию α-частиц тонкими металлическими пластинками и сообщил. На основании своего исследования он заключил что почти вся масса атома сосредоточена в очень малом объеме – положительно заряженном ядре. Вокруг ядра на достаточно большом расстоянии движутся электроны, причем их число таково, что в целом атом электронейтрален. Размеры ядра очень малы по сравнению с размерами атома в целом: диаметр атома – величина порядка 10-8 см, а диаметр ядра – порядка 10-13 – 10-12 см. Такая модель строения атома получила название ядерной.

Однако, несмотря на большой прорыв в изучении строения атома теория Э. Резерфорда не могла дать ответ на два вопроса: устойчивость атома и приводила к неправильным выводам о характере атомных спектров.

Существенный вклад в развитие представлений о строении атома в 1913 году сделал Нильс Бор, предложивший квантовую теорию, объединяющую ядерную модель атома с квантовой теорией света. Он показал, что способность нагретого тела к лучеиспусканию можно описать количественно предположив, что лучистая энергия испускается и поглощается телами не непрерывно, а дискретно, т.е. отдельными порциями – квантами.

Основные положения теории Бора о схеме строения атома

Основные положения своей теории Бор изложил в виде постулатов:

  • Электрон может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по некоторым определенным круговым орбитам (стационарным).
  • Двигаясь по стационарной орбите, электрон не излучает электромагнитной энергии.
  • Излучение происходит при скачкообразном переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую. При этом испускается или поглощается квант электромагнитного излучения, энергия которого равна разности энергии атома в конечном и исходном состояниях.

Однако и теория Н. Бора страдала противоречивостью, например не могла ответить на вопрос: где находится электрон в процессе перехода с одной орбиты на другую.

Эта задача была решена только после развития нового ответвления теоретической физики – квантовой (волновой) механики (учения Луи де Бройля и Шредингера).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Относительная атомная масса вольфрама равна 183,2. Известно, что вольфрам состоит из двух изотопов: 183W и 184W. Рассчитайте молярную долю каждого изотопа в природном вольфраме.
Решение Изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, имеющие разные массовые числа (одинаковое число протонов, но разное – нейтронов). Примем за х число атомов изотопа вольфрама 183W в каждых ста атомах природного вольфрама, тогда число атомов изотопа 184W будет равно (100-х). Масса атомов изотопа 183W будет равна 183х, а 184W – 184×(100-х). Составим уравнение:

183х + 184×(100-х) = 183,2×100%.

Найдем х:

183х + 18400 — 184х = 18320;

х = 80.

Значит содержание изотопа 183W в природном вольфраме равно 80%. Тогда, содержание изотопа 184W: 100-80 = 20%.

Ответ Содержание изотопа 183W в природном вольфраме равно 80%, а 184W — 20%.
ПРИМЕР 2
Задание Составьте электронные и электронно-графические формулы атомов хлора и марганца. Укажите их сходство и различие. Определите для этих атомов высшую и низшую степени окисления. Напишите формулы высших оксидов этих элементов и соответствующих им гидроксидов. Укажите свойства гидроксидов.
Ответ Хлор:

+17 Cl)2)8)7;

1s22s22p63s23p5.

Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Марганец:

+25 Mn)2)8)13)2;

1s22s22p63s23p63d54s2.

Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Хлор и марганец имеют одинаковое количество электронов на внешней электронной оболочке – 7, поэтому они находятся в одной группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева — VII. Высшая валентность, так же как и степень окисления определяются по номеру группы, следовательно равны VII и +7, соответственно. Низшая валентность для атома хлора равна I, а степень окисления -1; марганца – II и +2, соответственно.

Высшие оксиды имеют формулы Cl2O7 и Mn2O7, а соответствующие им гидроксиды HMnO4 и HClO4, они проявляют кислотные свойства.

Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.