"Atomin" käsite tuli meille kaukaisesta antiikista, mutta muutti täysin alkuperäisen merkityksen, jonka muinaiset kreikkalaiset laittoivat siihen (kreikaksi käännettynä "atomi" tarkoittaa "jakamatonta"). Nimen "jakamaton" etymologia heijastaa atomin olemusta täsmälleen päinvastoin. Atomi on jaollinen ja koostuu alkuainehiukkasista.

Atomin rakenteen monimutkaisuus on todistettu 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa tehdyillä perustavanlaatuisilla löydöillä. seurauksena katodisäteiden luonteen tutkimisesta (J. Thomson, 1897), valosähköilmiön ilmiöstä (A. G. Stoletov, 1889), kemiallisten alkuaineiden radioaktiivisuuden löytämisestä (A. Becquerel, M. Sklodowska). -Curie, 1896-1899.), a-hiukkasten luonteen määrittäminen (E. Rutherfordin kokeet, 1889-1900). Tutkijat tulivat siihen tulokseen, että atomeilla on oma rakenne, monimutkainen rakenne.

Miten klassinen atomirakenteen teoria kehittyi?

Vuonna 1904 J. Thomson kuvaili teoksessaan "Atomin rakenteesta" malliaan, joka sai kuvaannollisen nimen "luumuvanukas".

Vuonna 1911 E. Rutherford ehdotti atomin planeettamallia.

Vuonna 1913 N. Bohr otti kvanttiesitykset E. Rutherfordin planeettamalliin atomista.

Vuonna 1932 kehitettiin ytimen protoni-neutroni teoria, jonka mukaan atomien ytimet koostuvat protoneista ja neutroneista.

Elektroneja, protoneja ja neutroneja kutsutaan alkuainehiukkasiksi.

Mitkä ovat näiden hiukkasten ominaisuudet?

Mikromaailman korpuskulaaristen aaltojen ominaisuudet. Alkuainepartikkeleilla, samoin kuin niistä rakennetuilla atomiytimillä, atomeilla ja molekyyleillä on mitättömän pieni massa ja koko, ja siksi niillä on omat erityisominaisuudet, toisin kuin ympärillämme olevan makrokosmoksen esineillä. Ne muodostavat oman erityismaailmansa - mikrokosmoksen, jota kuvaavat kvanttimekaniikan lait, jotka ovat suurelta osin sovellettavissa hiukkasiin, joilla on hyvin pieni massa ja erittäin suuri nopeus.

Kvanttimekaniikka luonnehtii mikromaailman hiukkasia esineiksi, joilla on kaksoisluonne - korpuskulaarinen-aaltodualismi: ne ovat sekä hiukkasia (korpuskkeleita) että aaltoja.

Mikromaailman esineiden korpuskulaari-aaltodualismia vahvistaa myös sinulle fysiikan kurssilta kokeellisesti tuttujen elektronien, protonien, neutronien, atomien jne. interferenssi ja diffraktio.

Elektroni on hiukkanen, joka määrittää atomien ja molekyylien tunnusomaisimmat kemialliset ominaisuudet. Elektronin kaksoisluonne voidaan vahvistaa kokeellisesti. Jos lähteen - katodin - emittoimat elektronit kulkevat niiden tielle asetetussa levyssä olevien pienten reikien läpi, ne, putoavat valokuvauslevylle, saavat sen mustumaan. Kun valokuvalevy on kehitetty, siinä näkyy vuorotellen vaaleita ja tummia renkaita, eli diffraktiokuvio (kuva 1).

Riisi. yksi.
Kaasujen (vasemmalla) ja kiteiden (oikealla) elektronidiffraktiokuviot. Keskipiste johtuu siroamattomasta elektronisäteestä ja renkaat eri kulmissa sironneista elektroneista

Diffraktiokuvio sisältää sekä diffraktion - esteen pyöristämisen aallolla että häiriön eli aaltojen päällekkäisyyden päällekkäin. Nämä ilmiöt osoittavat, että elektronilla on aalto-ominaisuuksia, koska vain aallot pystyvät kiertämään esteitä ja menemään päällekkäin kohtaamispisteissään. Kuitenkin joutuessaan valokerrokseen elektroni antaa mustua vain yhdestä paikasta, mikä viittaa siihen, että siinä on korpuskulaarisia ominaisuuksia. Jos se olisi vain aalto, se valaisi enemmän tai vähemmän tasaisesti koko levyn.

Diffraktiosta johtuen reiän ohitettu elektroni voi periaatteessa pudota valokuvalevyn mihin tahansa pisteeseen, mutta eri todennäköisyyksillä, eli voidaan puhua todennäköisyydestä havaita elektroni jollakin tai toisella kuvan alueelta. valokerros, ja yleensä - yhdellä tai toisella avaruuden alueella. Siksi elektronin liikettä atomissa ei voida pitää pistevarauksen liikkeenä tiukasti määriteltyä suljettua liikerataa pitkin.

Kysymyksiä ja tehtäviä kohtaan 1

1. Nimeä ne ilmiöt, jotka suoraan tai epäsuorasti todistavat, että atomi on monimutkainen hiukkanen.
2. Miten klassinen atomirakenteen teoria kehittyi? Mitä atomimalleja tiedät? Mikä on niiden olemus? Mitkä ovat haitat?
3. Anna esimerkkejä ilmiöistä, jotka todistavat mikromaailman hiukkasten kaksoisluonnetta.
4. Mitä eroa on mikro- ja makroobjektien välillä?
5. Alkuainehiukkaset (pienimmät) ovat jakamattomia hiukkasia. Miten tällainen oletus vastaa fyysikkojen väitettä, että alkeisatomihiukkanen - elektroni - on jaettavissa? Muuten, vuonna 1998 Nobelin palkinto myönnettiin elektronin jaollisuuden löytämisestä.

Rikki kemiallinen alkuaine- (Soufre French, Sulphur or Brimstone English, Schwefel German, θετον kreikka, latina Sulfur, josta symboli S; atomipaino 32,06 O=16 [Määritti Stas hopeasulfidin Ag 2 S koostumuksesta]) kuuluu eniten tärkeitä ei-metallisia elementtejä.

Rikki, kemiallinen alkuaine- (Soufre French, Sulphur or Brimstone English, Schwefel German, θετον kreikka, latina Sulphur, josta symboli S; atomipaino 32,06, kun O=16 [Määritti Stas hopeasulfidin koostumuksesta Ag2S]) kuuluu eniten numeroon tärkeitä ei-metallisia elementtejä. Hän on… … Ensyklopedinen sanakirja F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Puristuminen kemiallisissa reaktioissa- Monissa tapauksissa kemiallisiin reaktioihin liittyy muutos transformaatioon osallistuvien aineiden tilavuudessa. Siinä tapauksessa, että reaktioon tulevien aineiden tilavuus on suurempi kuin reaktion aikana tapahtuvien aineiden tilavuus, havaitaan positiivinen C. ... ... Ensyklopedinen sanakirja F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Monimutkaiset yhdisteet- Cis platina on yksi monista koordinaatioyhdisteistä Monimutkaisia ​​yhdisteitä (latinalainen complexus-yhdistelmä, ympärysmitta) tai koordinaatioyhdisteitä (l ... Wikipedia

Aine aineena- (Matière, Substance, Materia, Stoff, Matter) vastustaa merkitykseltään henkeä, voimaa, muotoa, ulkonäköä ja tyhjyyttä. Tällainen antiikista peräisin oleva negatiivinen määritelmä ei voi toimia perustana millekään tieteelliselle tiedolle V. Tieteestä, mutta ... ... Ensyklopedinen sanakirja F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Fermentointi (kemiallinen prosessi)- edustaa erityistä kemiallista prosessia, jonka aiheuttaa ns. entsyymejä. Käymisprosessin aikana monimutkainen orgaanisen aineksen hiukkanen hajoaa yksinkertaisemmiksi, eli ne sisältävät pienemmän määrän atomeja. Valtavan fermentaatiomäärän joukossa, kuten ... ... Ensyklopedinen sanakirja F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Käyminen- (kemiallinen prosessi) on erityinen kemiallinen prosessi, jonka aiheuttaa ns. entsyymejä. Käymisprosessin aikana monimutkainen orgaanisen aineksen hiukkanen hajoaa yksinkertaisemmiksi, eli ne sisältävät pienemmän määrän atomeja. Suuren määrän joukossa ...... Ensyklopedinen sanakirja F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Käyminen- edustaa erityistä kemiallista prosessia, jonka aiheuttavat niin sanotut entsyymit. Käymisprosessin aikana monimutkainen orgaanisen aineksen hiukkanen hajoaa yksinkertaisemmiksi, ts. sisältää pienemmän määrän atomeja. Valtavan fermentaatiomäärän joukossa, kuten ... ... Brockhausin ja Efronin tietosanakirja

monimutkainen hiukkanen- sudėtingi dalelė statusas T ala fizika atitikmenys: engl. monimutkainen hiukkanen vok. zusammengesetztes Teilchen, n rus. kompleksinen hiukkanen, f pranc. hiukkas constituante, f … Fizikos terminų žodynas

hiukkasen ainesosa- sudėtingi dalelė statusas T ala fizika atitikmenys: engl. monimutkainen hiukkanen vok. zusammengesetztes Teilchen, n rus. kompleksinen hiukkanen, f pranc. hiukkas constituante, f … Fizikos terminų žodynas

dia 2

Tavoitteet ja päämäärät

Esittele opiskelijat tieteellisten näkemysten kehitykseen atomin rakenteesta. Näytä fysiikan ja kemian tieteiden vuorovaikutus

dia 3

Atomi on kemiallisen alkuaineen "jakamaton" hiukkanen Todiste atomin rakenteen monimutkaisuudesta Katodisäteiden löytäminen (1897, J. Thomson) Röntgensäteiden löytö (1895, K. Roentgen), valosähköisten ilmiöiden vaikutus 1889, A.G. Stoletov) 3. Radioaktiivisuuden löytö (1896, A. Becquerel) ja sen tutkimus (1897-1903, puolisot M. Sklodovskaya-Curie ja P. Curie)

dia 4

SANA "ATOM" TULI YLI 2500 VUOTTA SIIN MUINAINEN KREIKKA FILOSOFI DEMOKRIITTIA

ATOM ON KEMIALLISESTI PIENIN AINEEN YKSITTÄINEN HIUKKA

dia 5

Ideoita atomin rakenteesta

Klassinen teoria atomin rakenteesta Atomin rakenteen mallit: 1. "Vanukas rusinoilla" (1902-1904, J. Thomson ja W. Kelvin 2. Planeettamalli (1907, E. Rutherford) 3. Bohr-malli (1913) Kvanttimekaniikkaan perustuvat modernit käsitykset atomin rakenteesta

dia 6

MALLI ATOMATOMSON

Atomi on J. Thomsonin mukaan hyvin samanlainen kuin vanukas rusinoiden kanssa: elektronit ovat kuin "rusinoita", ja "puuro" on atomin positiivisesti varautunut aine. Joseph John Thomson

Dia 7

ATOMIN RAKENNE

Dia 8

N. Bohrin postulaatit

atomissa olevat elektronit pyörivät tiukasti määritellyillä suljetuilla kiertoradoilla emittoimatta tai absorboimatta energiaa; Kun elektronit liikkuvat kiertoradalta toiselle, energia absorboituu tai vapautuu.

Dia 9

Moderni kvanttimalli

N. Bohr on atomin ensimmäisen kvanttiteorian luoja ja aktiivinen osallistuja kvanttimekaniikan perusteiden kehittämiseen. Hän osallistui myös merkittävästi atomiytimen ja ydinreaktioiden teorian kehittämiseen, alkuainehiukkasten vuorovaikutusprosesseihin ympäristön kanssa. Elektronilla on kaksois (hiukkasaallon luonne) -28-19 massa \u003d 9,1 * 10 g; varaus \u003d 1,6 * 10 C Liikkuvalla elektronilla on aallon ominaisuudet (kyky taittaa häiriötä)

Dia 10

Moderni atomin malli

dia 11

ATOMIN RAKENNE

dia 12

ATOMIN RAKENNE protonit neutronit elektronit atomi ydin elektronikuori

dia 13

Z on kemiallisen alkuaineen sarjanumero A on massaluku, A=Ar N on neutronien lukumäärä

Dia 14

Numero pZ p = Z(kemiallisen alkuaineen sarjanumero) Numero ēZ ē = Z(kemiallisen alkuaineen sarjanumero) Numero n N = A – Z(massaluku miinus kemiallisen alkuaineen sarjanumero) + + o

dia 15

isotoopit

dia 16

Nuklidit -

erilaisia ​​atomeja. Nuklideille on tunnusomaista massaluku A ja ydinvaraus Z. Isotoopit - nuklidit, joilla on sama Z, mutta eri A Isobaarit - nuklidit, joilla on eri Z, mutta sama A

Dia 17

Tiedon tarkistaminen

Tehtävä 1. Kirjoita muistiin 2-3 elementtiä (valitsemasi). Elementti Järjestysluku Suhteellinen atomimassa Atomiytimen varaus Protonien lukumäärä Neutronien lukumäärä Elektronien lukumäärä

Dia 18

Tehtävä 2. Suorita seuraavat harjoitukset Nimeä 23 protonia sisältävä elementti. Nimeä 8 neutronia sisältävät jakson II alkuaineet ja kirjoita ne muistiin. Nimeä ja kirjoita niiden alkuaineiden symbolit, joissa protonien ja neutronien summa on 40. Kemiallisen alkuaineen A atomin ydin sisältää 11 protonia ja 12 neutronia ja kemiallisen alkuaineen B atomin ydin sisältää 12 protonia ja 12 neutronia. Selvitä ovatko ne: a) saman alkuaineen isotooppeja; b) kahden kemiallisen alkuaineen atomit, joilla on sama massaluku; c) kahden eri alkuaineen atomit, jotka sijaitsevat vierekkäin jaksollisessa järjestelmässä.

Dia 19

Tehtävä 3. Selvitä isotooppien 35Cl ja 37Cl 28Si , 29Si, 30Si 39Ar, 40Ar koostumus

Dia 20

Näytä kaikki diat

Atom -

monimutkainen hiukkanen

"Kaikki ympärillä

meistä koostuu

jakamattomia hiukkasia

tai atomeja"

Demokritos

(noin 460 eaa.

noin 360 eaa e.)

röntgenkuvat

Kristalli

Diffraktiivinen

kuva

Wilhelm Conrad Roentgen

saksalainen fyysikko

Vuonna 1895

Würzburgin yliopisto

Elektronit

Vuonna 1897

John Thomson

Englantilainen fyysikko

Cambridgen yliopisto

Antoine Henri Becquerel

ranskalainen fyysikko

1896

Radioaktiivisuuden ilmiö

tummuminen

Ilmenee

valokuvauslevy

Uraanisuolat

Maria Sklodowska-Curie

Pierre Curie

Puolalainen fysikaalinen kemisti

Ranskalainen fysikaalinen kemisti

Vuonna 1903

Radiumin löytö

Avaaminen

polonium

"Pudding malli"

John Thomson

Englantilainen fyysikko

Vuonna 1904

Elektronit tekevät värähteleviä liikkeitä, joiden ansiosta atomi lähettää sähkömagneettista energiaa ja atomi itse on sähköisesti neutraali.

Ernest Rutherford

Englantilainen fyysikko

α-hiukkasen sironta

Vuonna 1907

"Planeetta malli"

Kvanttiteoria

Niels Bohr

tanskalainen fyysikko

Elektronit liikkuvat suljetuilla kiertoradoilla energiansa arvon mukaisesti, joka ei vapaudu tai imeydy samanaikaisesti.

Vuonna 1913

Elektroni voi siirtyä sallitusta energiatilasta toiseen emittoimalla tai absorboimalla energiaa prosessissa.

Dmitri Dmitrievich

Werner Karl

Ivanenko

Heisenberg

venäläinen fyysikko

Saksalainen teoreettinen fyysikko

Vuonna 1932

Nukleonit = protonit (Z)+ Neutronit (N)

Protoni - neutroni

teoria

A on atomin massaluku

ovat kemiallisten atomien tyyppejä

isotoopit

elementtejä, joilla on sama

atomiluku, mutta eri massaluvut.

Elektronien lukumäärä

Ydin lataus

Protonien lukumäärä (Z)

Sarjanumero

Elektroni

Massa

Protonit

Elektronit

Muutos protonien lukumäärässä atomissa johtaa uuden kemiallisen alkuaineen muodostumiseen, koska atomin ytimen varaus muuttuu.

1 protoni (Z)

1 protoni (Z)

Muutos neutronien lukumäärässä atomissa johtaa muutokseen alkuaineen atomimassassa.

Vedyn isotoopit eroavat ominaisuuksiltaan.

Deuterium

Alkuaine on kokoelma atomeja, joilla on sama ydinvaraus.

Happi

vapaita atomeja

Yksinkertaiset aineet

happi

otsoni

Monimutkaiset aineet

CH3 - O - CH3

С₂Н ₅ - OH

etanoli

dimetyylieetteri

Opimme eri puolilta maailmaa olevien tiedemiesten panoksesta atomin rakenteen teorian kehittämisessä;

Selitti isotooppien olemassaolon vedyn esimerkillä;

Tarkastellaan atomin alkuainekoostumusta fosforin esimerkissä.

Oppitunti 1. Atomi on monimutkainen hiukkanen

Kohde: tiivistää fysiikan ja kemian kursseista saatua tietoa atomin rakenteen monimutkaisuuden todistavista ilmiöistä, perehdyttää opiskelijat atomin rakenteeseen liittyvien tieteellisten näkemysten kehitykseen.

Tietää: atomin rakenteen piirteet.

Pystyä: kuvaile atomin rakennetta, kuvaa sen koostumuksen muodostavia hiukkasia.

Tuntien aikana

muistat, että "atomi" kreikaksi tarkoittaa "jakamaton", 1800-luvun loppuun asti tätä pidettiin totta. Mutta löytö 1800-luvun lopulla - 1900-luvun alussa. osoitti, että atomi on monimutkainen.

Siitä lähtien kun kävi selväksi, että atomi koostuu pienemmistä hiukkasista, tutkijat ovat yrittäneet

selittää atomin rakenne, ehdotetut mallit:

J. Thomson (1903) - atomi koostuu positiivisesta varauksesta, joka on jakautunut tasaisesti koko atomin tilavuuteen, ja tämän varauksen sisällä värähtelevistä elektroneista. Tätä mallia ei ole kokeellisesti vahvistettu.

E. Rutherford (1911) - atomin planeetta- tai ydinmalli:

Atomin sisällä on positiivisesti varautunut ydin, joka vie merkityksettömän osan atomin tilavuudesta;

Kaikki positiivinen varaus ja lähes kaikki atomin massa on keskittynyt ytimeen;

Elektronit kiertävät ytimen ympärillä, ne neutraloivat ytimen varauksen.

Rutherfordin malli vahvistettiin kokeilla ohuilla metallilevyillä, jotka oli säteilytetty alfahiukkasilla.

Mutta klassinen mekaniikka ei pystynyt selittämään, miksi elektronit eivät menetä energiaa pyöriessään ja putoaessaan ytimeen.

Vuonna 1913 N. Bohr täydensi planeettamallia oletuksilla:

Atomissa olevat elektronit pyörivät tiukasti määritellyillä suljetuilla kiertoradoilla emittoimatta tai absorboimatta energiaa;

Kun elektronit liikkuvat kiertoradalta toiselle, energia absorboituu tai vapautuu.

4. Moderni kvanttimalli atomin rakenteesta:

Elektronilla on kaksoisluonne. Hiukkasen tavoin elektronin massa on 9,1x10 -28 g ja varaus 1,6x10 -19 C.

Atomissa oleva elektroni ei liiku tiettyä liikerataa pitkin, vaan se voi sijaita missä tahansa ydinavaruuden osassa. Todennäköisyys löytää elektroni ympyräavaruuden eri osista ei ole sama.

Ytimen ympärillä olevaa tilaa, jossa elektronin löytämisen todennäköisyys on suurin, kutsutaankiertoradalla .

- Ydin koostuu nukleoneista - protoneista ja neutroneista. Protonien lukumäärä ytimessä on yhtä suuri kuin alkuaineen atomiluku, ja protonien ja neutronien lukumäärien summa on yhtä suuri kuin atomin massaluku.

Tämä säännös muotoiltiin sen jälkeen, kun E. Rutherford löysi protonin vuonna 1920 ja J. Chadwick löysi neutronin vuonna 1932.

Erityyppisiä atomeja kutsutaan nuklideja. Nuklideille on tunnusomaista massaluku A ja ydinvaraus Z.

Nuklideja, joilla on sama Z mutta eri A, kutsutaan isotoopit.(35 17 Cl ja 37 17 Cl).

Nuklideja, joilla on eri Z, mutta sama A, kutsutaan isobaarit.(40 18 Ar ja 40 19 K).

Harjoitus 1:

Piirrä atomin rakenne alkuaineille: rauta, alumiini, barium, kalium, pii.

Tehtävä 2

1. Määritä kemiallinen alkuaine sen atomin koostumuksesta - 18 p +, 20 n 0, 18 e -:

a) F b) Ca c) Ar d) Sr

2. Kromi-ionin elektronien kokonaismäärä 24 Cr 3+ :

a) 21 b) 24 c) 27 d) 52

3. Suurin sallittu määrä elektroneja 3 s- orbitaali, on yhtä suuri kuin:

a) 14 b) 2 c) 10 d) 6

4. Orbitaalien lukumäärä per f- alataso:

a) 1 b) 3 c) 5 d) 7

5 . Atomin pienimmällä säteellä annetuista alkuaineista on:

a) Mg b) Ca c) Si d) Cl

Kotitehtävät: § 1. oppia vihkosta, tehtävät 1-4.