Строение атома водорода
Общие сведения о строении атома водорода
Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 1. Атомный вес может варьироваться: 1, 2, 3, что связано с наличием изотопов дейтерия и трития.
Электронное строение атома водорода
В атоме водорода имеется положительно заряженное ядро (+1), 1 протон и один электрон. Поскольку водород имеет самое простейшее строение атома из всех элементов Периодической системы, он хорошо изучен. В 1913 году Нильс Бор предложил схему строения атома водорода, согласно которой положительно заряженное ядро находится в центре, а вокруг него по единственной орбитали движется электрон (рис. 1). В соответствии с этой схемой он вывел спектр излучения этого химического элемента. Который был позже доказан с помощью квантово-механических расчетов уравнения Шредингера (1925-1930 годы).
Рис. 1. Схема строения атома водорода.
Электронная конфигурация атома водорода будет выглядеть следующим образом:
1s1.
Водород относится к семейству s-элементов. Энергетическая диаграмма атома водорода имеет вид:
Единственный электрон, который имеется у водорода является валентным, т.к. участвует в образовании химических связей. В результате взаимодействия водород может как терять электрон, т.е. являться его донором, так и принимать, т.е. быть акцептором. В этих случаях атом превращается либо в положительно, либо отрицательно заряженный ион (H+/Н—):
H0 –e →H+;
H0 +e →H—.
Примеры решения задач
Задание | Определите количество протонов и нейтронов в ядре атома элемента с атомным номером 10 и нуклонным числом 20. |
Решение | Суммарное количество протонов и нейтронов в ядре атома химического элемента называется нуклонным числом (N). Для того, чтобы рассчитать количество нейтронов в ядре элемента с атомным номером 10 и нуклонным числом 20 нужно:
n = N –p. n = 20-10 = 10 |
Ответ | В ядре находится 10 протонов и 10 нейтронов (10p и 10n). |
Задание | Укажите количество протонов и нейтронов, которые содержатся в ядрах азота (атомный номер 14), кремния (атомный номер 28) и бария (атомный номер 137). |
Решение | Количество протонов в ядре атома химического элемента определяется по его порядковому номеру в Периодической таблице, а количество нейтронов – это разница между массовым числом (М) и зарядом ядра (Z).
Азот: Z=7, M=14. n(N)= M –Z = 14-7 = 7. p (N) = Z =7. Кремний: Z=14, M=28. n(Si)= M –Z = 28-14 = 14. p (Si) = Z =14. Барий: Z=56, M=137. n (Ba)= M –Z = 137-56 = 81. p (Ba) = Z =56. |
Ответ | Количество протонов в ядре азота равно 7, нейтронов – 7; в ядре атоме кремня протонов 14, нейтронов – 14; в ядре атоме бария протонов 56, нейтронов – 81. |