Belkin I.K. Muatan inti atom dan sistem periodik unsur Mendeleev // Kvant. - 1984. - No. 3. - S. 31-32.

Dengan persetujuan khusus dengan dewan redaksi dan editor jurnal "Kvant"

Ide-ide modern tentang struktur atom muncul pada tahun 1911-1913, setelah eksperimen terkenal Rutherford tentang hamburan partikel alfa. Dalam percobaan ini, ditunjukkan bahwa α -partikel (muatannya positif), jatuh pada lembaran logam tipis, kadang-kadang dibelokkan dengan sudut besar dan bahkan dilempar ke belakang. Ini hanya dapat dijelaskan oleh fakta bahwa muatan positif dalam atom terkonsentrasi dalam volume yang dapat diabaikan. Jika kita bayangkan dalam bentuk bola, maka, seperti yang ditetapkan Rutherford, jari-jari bola ini kira-kira 10 -14 -10 -15 m, yaitu puluhan dan ratusan ribu kali lebih kecil dari ukuran atom. secara keseluruhan (~10 -10 m) . Hanya di dekat muatan positif yang begitu kecil dapat ada medan listrik yang mampu membuang α - partikel bergerak dengan kecepatan sekitar 20.000 km/s. Rutherford menyebut bagian atom ini sebagai nukleus.

Ini adalah bagaimana ide muncul bahwa atom dari zat apa pun terdiri dari inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif, yang keberadaannya dalam atom telah ditetapkan sebelumnya. Jelas, karena atom secara keseluruhan netral secara listrik, muatan inti harus secara numerik sama dengan muatan semua elektron yang ada dalam atom. Jika kita menyatakan modulus muatan elektron dengan huruf e(muatan dasar), maka muatan q i core harus sama q saya = Ze, di mana Z adalah bilangan bulat yang sama dengan jumlah elektron dalam atom. Tapi berapa nomornya? Z? Apa biayanya? q saya inti?

Dari percobaan Rutherford, yang memungkinkan untuk menentukan ukuran inti, pada prinsipnya, dimungkinkan untuk menentukan nilai muatan inti. Lagi pula, medan listrik yang menolak α -partikel, tidak hanya bergantung pada ukuran, tetapi juga pada muatan inti. Dan Rutherford benar-benar memperkirakan muatan inti. Menurut Rutherford, muatan inti atom suatu unsur kimia kira-kira sama dengan setengah dari massa atom relatifnya TETAPI, dikalikan dengan muatan dasar e, yaitu

\(~Z = \frac(1)(2)A\).

Tetapi, anehnya, muatan inti yang sebenarnya ditetapkan bukan oleh Rutherford, tetapi oleh salah satu pembaca artikel dan laporannya, ilmuwan Belanda Van den Broek (1870-1926). Aneh karena Van den Broek bukanlah seorang fisikawan berdasarkan pendidikan dan profesi, tetapi seorang pengacara.

Mengapa Rutherford, ketika mengevaluasi muatan inti atom, menghubungkannya dengan massa atom? Faktanya adalah bahwa ketika pada tahun 1869 D. I. Mendeleev menciptakan sistem periodik unsur-unsur kimia, ia mengatur unsur-unsur dalam urutan peningkatan massa atom relatifnya. Dan selama empat puluh tahun terakhir, setiap orang telah terbiasa dengan fakta bahwa karakteristik paling penting dari suatu unsur kimia adalah massa atom relatifnya, bahwa inilah yang membedakan satu unsur dengan unsur lainnya.

Sementara itu, pada saat inilah, pada awal abad ke-20, kesulitan muncul dengan sistem elemen. Dalam studi fenomena radioaktivitas, sejumlah unsur radioaktif baru ditemukan. Dan sepertinya tidak ada tempat bagi mereka dalam sistem Mendeleev. Tampaknya sistem Mendeleev perlu diubah. Inilah yang secara khusus menjadi perhatian Van den Broek. Selama beberapa tahun, ia mengusulkan beberapa opsi untuk sistem elemen yang diperluas, di mana akan ada cukup ruang tidak hanya untuk elemen stabil yang masih belum ditemukan (D. I. Mendeleev sendiri "menjaga" tempat untuk mereka), tetapi juga untuk unsur radioaktif juga. Versi terakhir Van den Broek diterbitkan pada awal 1913, memiliki 120 tempat, dan uranium menduduki nomor sel 118.

Pada tahun yang sama, 1913, hasil penelitian terbaru tentang hamburan diterbitkan. α -partikel pada sudut besar, dilakukan oleh kolaborator Rutherford Geiger dan Marsden. Menganalisis hasil ini, Van den Broek membuat penemuan penting. Dia menemukan bahwa nomor Z dalam rumus q saya = Ze tidak sama dengan setengah massa relatif atom suatu unsur kimia, tetapi dengan nomor serinya. Dan, terlebih lagi, nomor urut elemen dalam sistem Mendeleev, dan bukan dalam sistemnya, Van den Broek, 120-lokal. Sistem Mendeleev ternyata tidak perlu diubah!

Ini mengikuti dari gagasan Van den Broek bahwa setiap atom terdiri dari inti atom, yang muatannya sama dengan nomor seri elemen yang sesuai dalam sistem Mendeleev, dikalikan dengan muatan dasar, dan elektron, jumlahnya yang dalam atom juga sama dengan nomor seri elemen. (Sebuah atom tembaga, misalnya, terdiri dari inti dengan muatan 29 e, dan 29 elektron.) Menjadi jelas bahwa D. I. Mendeleev secara intuitif mengatur unsur-unsur kimia dalam urutan menaik bukan dari massa atom unsur, tetapi dari muatan nukleusnya (walaupun dia tidak tahu tentang ini). Akibatnya, satu unsur kimia berbeda dari yang lain bukan oleh massa atomnya, tetapi oleh muatan inti atom. Muatan inti atom merupakan ciri utama suatu unsur kimia. Ada atom dari unsur yang sama sekali berbeda, tetapi dengan massa atom yang sama (mereka memiliki nama khusus - isobar).

Fakta bahwa bukan massa atom yang menentukan posisi suatu unsur dalam sistem juga dapat dilihat dari tabel periodik: di tiga tempat, aturan kenaikan massa atom dilanggar. Jadi, massa atom relatif nikel (No. 28) lebih kecil dari kobalt (No. 27), untuk kalium (No. 19) lebih kecil dari argon (No. 18), untuk yodium (No. 53) itu kurang dari telurium ( No. 52).

Asumsi tentang hubungan antara muatan inti atom dan nomor urut unsur dengan mudah menjelaskan aturan perpindahan untuk transformasi radioaktif, ditemukan pada tahun 1913 yang sama (Fisika 10, 103). Memang, ketika dipancarkan oleh nukleus α -partikel, yang muatannya sama dengan dua muatan dasar, muatan inti, dan karenanya nomor serinya (sekarang mereka biasanya mengatakan - nomor atom) harus berkurang dua unit. Saat memancarkan β -partikel, yaitu elektron bermuatan negatif, harus bertambah satu satuan. Inilah yang dimaksud dengan aturan perpindahan.

Gagasan Van den Broek segera (secara harfiah pada tahun yang sama) menerima konfirmasi eksperimental pertama, meskipun tidak langsung. Agak kemudian, kebenarannya dibuktikan dengan pengukuran langsung muatan inti banyak elemen. Jelas bahwa ia memainkan peran penting dalam pengembangan lebih lanjut dari fisika atom dan inti atom.

Muatan inti () menentukan lokasi unsur kimia dalam tabel D.I. Mendeleev. Nomor Z adalah jumlah proton dalam inti. Cl adalah muatan proton, yang besarnya sama dengan muatan elektron.

Kami tekankan sekali lagi bahwa muatan inti menentukan jumlah muatan elementer positif yang dibawa oleh proton. Dan karena atom umumnya merupakan sistem netral, muatan inti juga menentukan jumlah elektron dalam atom. Dan kita ingat bahwa elektron memiliki muatan dasar negatif. Elektron dalam atom didistribusikan melalui kulit energi dan subkulit tergantung pada jumlah mereka, oleh karena itu, muatan nukleus memiliki efek yang signifikan pada distribusi elektron di seluruh keadaannya. Sifat kimia atom bergantung pada jumlah elektron pada tingkat energi terakhir. Ternyata muatan inti menentukan sifat kimia zat tersebut.

Sekarang lazim untuk menyatakan berbagai unsur kimia sebagai berikut: , di mana X adalah simbol unsur kimia dalam tabel periodik, yang sesuai dengan muatannya.

Unsur-unsur yang memiliki Z yang sama tetapi massa atom yang berbeda (A) (yang berarti bahwa inti memiliki jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda) disebut isotop. Jadi, hidrogen memiliki dua isotop: 1 1 H-hidrogen; 2 1 H-deuterium; 3 1 H-tritium

Ada isotop stabil dan tidak stabil.

Inti atom yang massanya sama tetapi muatannya berbeda disebut isobar. Isobar terutama ditemukan di antara inti berat, dan berpasangan atau triad. Misalnya, dan .

Pengukuran tidak langsung pertama dari muatan nuklir dilakukan oleh Moseley pada tahun 1913. Dia menetapkan hubungan antara frekuensi karakteristik radiasi sinar-X () dan muatan nuklir (Z):

di mana C dan B adalah konstanta yang tidak bergantung pada elemen untuk deret radiasi yang dipertimbangkan.

Muatan inti secara langsung ditentukan oleh Chadwick pada tahun 1920 ketika mempelajari hamburan inti atom helium pada film logam.

Komposisi Inti

Inti atom hidrogen disebut proton. Massa proton adalah:

Nukleus terdiri dari proton dan neutron (secara kolektif disebut nukleon). Neutron ditemukan pada tahun 1932. Massa neutron sangat dekat dengan massa proton. Neutron tidak memiliki muatan listrik.

Jumlah proton (Z) dan jumlah neutron (N) dalam inti disebut nomor massa A:

Karena massa neutron dan proton sangat dekat, masing-masing sama dengan hampir satu satuan massa atom. Massa elektron dalam sebuah atom jauh lebih kecil daripada massa inti, sehingga diyakini bahwa nomor massa inti kira-kira sama dengan massa atom relatif unsur, jika dibulatkan ke bilangan bulat terdekat.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan

Nukleus adalah sistem yang sangat stabil, oleh karena itu, proton dan neutron harus disimpan di dalam nukleus dengan semacam gaya. Apa yang dapat Anda katakan tentang kekuatan-kekuatan ini?

Keputusan

Dapat segera dicatat bahwa gaya yang mengikat nukleon bukan milik gaya gravitasi, yang terlalu lemah. Stabilitas inti tidak dapat dijelaskan dengan adanya gaya elektromagnetik, karena antara proton, sebagai partikel yang membawa muatan dengan tanda yang sama, hanya ada gaya tolak-menolak listrik. Neutron adalah partikel netral secara listrik. Jenis gaya khusus bekerja di antara nukleon, yang disebut gaya nuklir. Gaya-gaya ini hampir 100 kali lebih kuat dari gaya listrik. Kekuatan nuklir adalah yang paling kuat dari semua kekuatan yang diketahui di alam. Interaksi partikel dalam inti disebut kuat. Fitur berikutnya dari kekuatan nuklir adalah bahwa mereka jarak pendek. Gaya nuklir menjadi terlihat hanya pada jarak orde cm, yaitu pada jarak ukuran inti.

CONTOH 2

Latihan

Pada jarak minimum berapa inti atom helium, yang memiliki energi kinetik sama dengan tumbukan langsung, dapat mendekati inti atom timbal yang tidak bergerak?

Keputusan

Mari kita membuat gambar. Pertimbangkan gerakan inti atom helium ( - partikel) dalam medan elektrostatik, yang menciptakan inti atom timbal yang tidak bergerak. - partikel bergerak menuju inti atom timbal dengan kecepatan menurun ke nol, karena gaya tolak bekerja antara partikel bermuatan serupa. Energi kinetik yang dimiliki partikel akan berubah menjadi energi potensial interaksi - partikel dan medan (), yang menciptakan inti atom timbal: Kami menyatakan energi potensial partikel dalam medan elektrostatik sebagai: di mana muatan inti atom helium; - intensitas medan elektrostatik, yang menciptakan inti atom timbal. Dari (2.1) - (2.3) kita peroleh:

Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur kimia yang mempertahankan semua sifat kimianya. Sebuah atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif. Muatan inti suatu unsur kimia sama dengan hasil kali Z dan e, di mana Z adalah nomor urut unsur ini dalam sistem periodik unsur kimia, e adalah nilai muatan listrik dasar.

Elektron- ini adalah partikel terkecil dari suatu zat dengan muatan listrik negatif e=1.6·10 -19 coulomb, diambil sebagai muatan listrik dasar. Elektron, yang berputar di sekitar nukleus, terletak di kulit elektron K, L, M, dll. K adalah kulit yang paling dekat dengan nukleus. Ukuran atom ditentukan oleh ukuran kulit elektronnya. Sebuah atom dapat kehilangan elektron dan menjadi ion positif, atau mendapatkan elektron dan menjadi ion negatif. Muatan ion menentukan jumlah elektron yang hilang atau diperoleh. Proses perubahan atom netral menjadi ion bermuatan disebut ionisasi.

inti atom(bagian tengah atom) terdiri dari partikel nuklir elementer - proton dan neutron. Jari-jari inti sekitar seratus ribu kali lebih kecil dari jari-jari atom. Kepadatan inti atom sangat tinggi. Proton- Ini adalah partikel elementer stabil yang memiliki muatan listrik positif satuan dan massa 1836 kali lebih besar dari massa elektron. Proton adalah inti dari unsur paling ringan, hidrogen. Jumlah proton dalam inti adalah Z. neutron adalah partikel elementer netral (tidak bermuatan listrik) dengan massa yang sangat dekat dengan massa proton. Karena massa inti adalah jumlah massa proton dan neutron, jumlah neutron dalam inti atom adalah A - Z, di mana A adalah nomor massa isotop tertentu (lihat). Proton dan neutron yang membentuk inti disebut nukleon. Di dalam nukleus, nukleon terikat oleh gaya nuklir khusus.

Inti atom memiliki simpanan energi yang sangat besar, yang dilepaskan selama reaksi nuklir. Reaksi nuklir terjadi ketika inti atom berinteraksi dengan partikel elementer atau dengan inti unsur lain. Sebagai hasil dari reaksi nuklir, inti baru terbentuk. Misalnya, neutron dapat berubah menjadi proton. Dalam hal ini, partikel beta, yaitu elektron, dikeluarkan dari nukleus.

Transisi dalam inti proton menjadi neutron dapat dilakukan dengan dua cara: baik partikel dengan massa sama dengan massa elektron, tetapi dengan muatan positif, yang disebut positron (peluruhan positron), dipancarkan dari nukleus, atau nukleus menangkap salah satu elektron dari kulit K terdekat (penangkapan K).

Kadang-kadang inti yang terbentuk memiliki kelebihan energi (dalam keadaan tereksitasi) dan, melewati keadaan normal, melepaskan kelebihan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek -. Energi yang dilepaskan selama reaksi nuklir secara praktis digunakan di berbagai industri.

Atom (bahasa Yunani atomos - tak dapat dibagi) adalah partikel terkecil dari unsur kimia yang memiliki sifat kimianya. Setiap unsur terdiri dari jenis atom tertentu. Struktur atom termasuk inti yang membawa muatan listrik positif, dan elektron bermuatan negatif (lihat), membentuk kulit elektroniknya. Nilai muatan listrik inti sama dengan Z-e, di mana e adalah muatan listrik dasar, sama besarnya dengan muatan elektron (4,8 10 -10 e.-st unit), dan Z adalah nomor atom unsur ini dalam sistem periodik unsur kimia (lihat .). Karena atom yang tidak terionisasi bersifat netral, jumlah elektron yang termasuk di dalamnya juga sama dengan Z. Komposisi inti (lihat. Inti atom) termasuk nukleon, partikel elementer dengan massa kira-kira 1840 kali lebih besar dari massa suatu elektron (sama dengan 9,1 10 - 28 g), proton (lihat), bermuatan positif, dan neutron yang tidak bermuatan (lihat). Jumlah nukleon dalam inti disebut nomor massa dan dilambangkan dengan huruf A. Jumlah proton dalam inti, sama dengan Z, menentukan jumlah elektron yang masuk ke atom, struktur kulit elektron dan kimia sifat-sifat atom. Jumlah neutron dalam inti adalah A-Z. Isotop disebut varietas dari unsur yang sama, yang atom-atomnya berbeda satu sama lain dalam nomor massa A, tetapi memiliki Z yang sama. Jadi, dalam inti atom dari isotop yang berbeda dari satu unsur terdapat jumlah neutron yang berbeda dengan jumlah neutron yang berbeda. jumlah proton yang sama. Saat menentukan isotop, nomor massa A ditulis di bagian atas simbol unsur, dan nomor atom di bagian bawah; misalnya, isotop oksigen dilambangkan:

Dimensi atom ditentukan oleh dimensi kulit elektron dan untuk semua Z adalah sekitar 10 -8 cm Karena massa semua elektron atom beberapa ribu kali lebih kecil dari massa inti, massa atom atom sebanding dengan nomor massa. Massa relatif atom dari isotop tertentu ditentukan dalam kaitannya dengan massa atom karbon isotop C12, diambil sebagai 12 unit, dan disebut massa isotop. Ternyata mendekati nomor massa isotop yang sesuai. Berat relatif atom suatu unsur kimia adalah nilai rata-rata (dengan mempertimbangkan kelimpahan relatif isotop dari unsur tertentu) dari berat isotop dan disebut berat atom (massa).

Atom adalah sistem mikroskopis, dan struktur serta sifatnya hanya dapat dijelaskan dengan bantuan teori kuantum, yang dibuat terutama pada tahun 20-an abad ke-20 dan dimaksudkan untuk menggambarkan fenomena pada skala atom. Percobaan telah menunjukkan bahwa mikropartikel - elektron, proton, atom, dll - selain sel, memiliki sifat gelombang yang memanifestasikan dirinya dalam difraksi dan interferensi. Dalam teori kuantum, medan gelombang tertentu yang dicirikan oleh fungsi gelombang (-fungsi) digunakan untuk menggambarkan keadaan objek mikro. Fungsi ini menentukan probabilitas keadaan yang mungkin dari suatu objek mikro, yaitu, mencirikan kemungkinan potensial untuk manifestasi satu atau lain sifat-sifatnya. Hukum variasi fungsi dalam ruang dan waktu (persamaan Schrödinger), yang memungkinkan untuk menemukan fungsi ini, memainkan peran yang sama dalam teori kuantum seperti hukum gerak Newton dalam mekanika klasik. Penyelesaian persamaan Schrödinger dalam banyak kasus mengarah pada kemungkinan keadaan sistem yang diskrit. Jadi, misalnya, dalam kasus atom, serangkaian fungsi gelombang untuk elektron diperoleh sesuai dengan nilai energi yang berbeda (terkuantisasi). Sistem tingkat energi atom, yang dihitung dengan metode teori kuantum, telah menerima konfirmasi brilian dalam spektroskopi. Transisi atom dari keadaan dasar yang sesuai dengan tingkat energi terendah E 0 ke salah satu keadaan tereksitasi E i terjadi ketika sebagian energi E i - E 0 diserap. Sebuah atom tereksitasi masuk ke keadaan kurang tereksitasi atau dasar, biasanya dengan emisi foton. Dalam hal ini, energi foton hv sama dengan perbedaan antara energi atom dalam dua keadaan: hv= E i - E k di mana h adalah konstanta Planck (6,62·10 -27 erg·sec), v adalah frekuensi cahaya.

Selain spektrum atom, teori kuantum telah memungkinkan untuk menjelaskan sifat-sifat atom lainnya. Secara khusus, valensi, sifat ikatan kimia dan struktur molekul dijelaskan, dan teori sistem periodik unsur dibuat.

Inti dari setiap ilmu terletak sesuatu yang kecil dan penting. Dalam biologi itu adalah sel, dalam linguistik itu adalah huruf dan suara, dalam teknik itu adalah roda gigi, dalam konstruksi itu adalah sebutir pasir, dan untuk kimia dan fisika yang paling penting adalah atom, strukturnya.

Artikel ini ditujukan untuk orang yang berusia di atas 18 tahun.

Apakah Anda sudah berusia di atas 18 tahun?

Atom adalah partikel terkecil dari segala sesuatu yang mengelilingi kita, yang membawa semua informasi yang diperlukan, partikel yang menentukan karakteristik dan muatan. Untuk waktu yang lama, para ilmuwan berpikir bahwa itu tidak dapat dibagi, tetapi selama berjam-jam, berhari-hari, berbulan-bulan dan bertahun-tahun, penelitian, studi, dan eksperimen dilakukan yang membuktikan bahwa atom juga memiliki strukturnya sendiri. Dengan kata lain, bola mikroskopis ini terdiri dari komponen yang lebih kecil lagi yang mempengaruhi ukuran inti, sifat, dan muatannya. Struktur partikel ini adalah sebagai berikut:

• elektron;
• inti atom.

Yang terakhir ini juga dapat dibagi menjadi bagian-bagian yang sangat mendasar, yang dalam sains disebut proton dan neuron, yang jumlahnya jelas dalam setiap kasus.

Jumlah proton yang ada di dalam nukleus menunjukkan struktur kulit, yang terdiri dari elektron. Cangkang ini, pada gilirannya, mengandung semua sifat yang diperlukan dari bahan, zat, atau objek tertentu. Menghitung jumlah proton sangat sederhana - cukup mengetahui nomor seri bagian terkecil zat (atom) dalam tabel periodik yang terkenal. Nilai ini juga disebut nomor atom dan dilambangkan dengan huruf Latin "Z". Penting untuk diingat bahwa proton memiliki muatan positif, dan secara tertulis nilai ini didefinisikan sebagai +1.

Neuron adalah komponen kedua dari inti atom. Ini adalah partikel subatomik dasar yang tidak membawa muatan apa pun, tidak seperti elektron atau proton. Neuron ditemukan pada tahun 1932 oleh J. Chadwick, di mana ia menerima Hadiah Nobel 3 tahun kemudian. Dalam buku teks dan karya ilmiah, mereka disebut sebagai karakter Latin "n".

Komponen ketiga dari atom adalah elektron, yang bergerak monoton di sekitar inti, sehingga menciptakan awan. Partikel inilah yang paling ringan dari semua yang dikenal sains modern, yang berarti bahwa muatannya juga paling kecil. Elektron dilambangkan dengan huruf -1.

Ini adalah kombinasi partikel positif dan negatif dalam struktur yang membuat atom menjadi partikel bermuatan atau netral. Nukleus, dibandingkan dengan ukuran total seluruh atom, sangat kecil, tetapi di dalamnya semua berat terkonsentrasi, yang menunjukkan kepadatannya yang tinggi.

Bagaimana cara menentukan muatan inti atom?

Untuk menentukan muatan inti atom, Anda harus memahami struktur, struktur atom itu sendiri dan intinya, memahami hukum dasar fisika dan kimia, dan juga dipersenjatai dengan tabel periodik Mendeleev untuk menentukan muatan inti atom. menentukan nomor atom suatu unsur kimia.

1. Pengetahuan bahwa partikel mikroskopis dari zat apa pun memiliki inti dan elektron dalam strukturnya, yang menciptakan cangkang di sekitarnya dalam bentuk awan. Nukleus, pada gilirannya, mencakup dua jenis partikel dasar yang tidak dapat dibagi: proton dan neuron, yang masing-masing memiliki sifat dan karakteristiknya sendiri. Neuron tidak memiliki muatan elektronik di gudang senjata mereka. Ini berarti bahwa muatannya tidak sama atau lebih besar dari atau kurang dari nol. Proton, tidak seperti rekan-rekan mereka, membawa muatan positif. Dengan kata lain, muatan listrik mereka dapat dilambangkan sebagai +1.
2. Elektron, yang merupakan bagian integral dari setiap atom, juga membawa jenis muatan listrik tertentu. Mereka adalah partikel elementer bermuatan negatif, dan secara tertulis mereka didefinisikan sebagai 1.
3. Untuk menghitung muatan atom, Anda memerlukan pengetahuan tentang strukturnya (kami baru saja mengingat informasi yang diperlukan), jumlah partikel elementer dalam komposisi. Dan untuk mengetahui jumlah muatan atom, Anda perlu secara matematis menambahkan jumlah beberapa partikel (proton) ke yang lain (elektron). Biasanya, karakteristik atom mengatakan bahwa itu adalah elektron netral. Dengan kata lain, nilai elektron sama dengan jumlah proton. Hasilnya adalah nilai muatan atom semacam itu sama dengan nol.
4. Nuansa penting: ada situasi ketika jumlah partikel elementer bermuatan positif dan negatif dalam nukleus mungkin tidak sama. Hal ini menunjukkan bahwa atom menjadi ion dengan muatan positif atau negatif.

Penunjukan inti atom dalam bidang ilmiah terlihat seperti Ze. Menguraikan ini cukup sederhana: Z adalah nomor yang ditetapkan untuk elemen dalam tabel periodik terkenal, itu juga disebut nomor ordinal atau pengisian. Dan itu menunjukkan jumlah proton dalam inti atom, dan e hanyalah muatan proton.

Dalam sains modern, ada inti dengan nilai muatan yang berbeda: dari 1 hingga 118.

Konsep penting lainnya yang perlu diketahui oleh ahli kimia muda adalah nomor massa. Konsep ini menunjukkan jumlah total muatan nukleon (ini adalah komponen terkecil dari inti atom suatu unsur kimia). Dan Anda dapat menemukan nomor ini jika Anda menggunakan rumus: A = Z + N di mana A adalah nomor massa yang diinginkan, Z adalah jumlah proton, dan N adalah jumlah neutron dalam inti.

Berapakah muatan inti atom brom?

Untuk mendemonstrasikan dalam praktik bagaimana menemukan muatan atom dari unsur yang diperlukan (dalam kasus kami, brom), ada baiknya merujuk ke tabel periodik unsur kimia dan menemukan brom di sana. Nomor atomnya adalah 35. Ini berarti bahwa muatan nukleusnya juga 35, karena bergantung pada jumlah proton di dalam nukleus. Dan jumlah proton ditunjukkan oleh jumlah di mana unsur kimia berdiri dalam karya besar Mendeleev.

Berikut adalah beberapa contoh lagi untuk memudahkan ahli kimia muda menghitung data yang diperlukan di masa depan:

• muatan inti atom natrium (na) adalah 11, karena di bawah nomor inilah ia dapat ditemukan dalam tabel unsur kimia.
• muatan inti fosfor (yang penunjukan simbolisnya adalah P) memiliki nilai 15, karena itu adalah berapa banyak proton dalam nukleusnya;
• belerang (dengan penunjukan grafis S) adalah tetangga dalam tabel elemen sebelumnya, oleh karena itu, muatan nuklirnya adalah 16;
• besi (dan kita dapat menemukannya dalam penunjukan Fe) berada di nomor 26, yang menunjukkan jumlah proton yang sama dalam intinya, dan karenanya muatan atom;
• karbon (alias C) berada di bawah nomor 6 tabel periodik, yang menunjukkan informasi yang kita butuhkan;
• magnesium memiliki nomor atom 12, dan dalam simbolisme internasional dikenal sebagai Mg;
• klorin dalam tabel periodik, yang ditulis sebagai Cl, adalah nomor 17, jadi nomor atomnya (yaitu, kita membutuhkannya) adalah sama - 17;
• kalsium (Ca), yang sangat berguna bagi organisme muda, terdapat pada nomor 20;
• muatan inti atom nitrogen (dengan penunjukan tertulis N) adalah 7, dalam urutan inilah ia disajikan dalam tabel periodik;
• barium berdiri di nomor 56, yang sama dengan massa atomnya;
• unsur kimia selenium (Se) memiliki 34 proton dalam intinya, dan ini menunjukkan bahwa ini akan menjadi muatan inti atomnya;
• perak (atau ditulis Ag) memiliki nomor seri dan massa atom 47;
• jika Anda perlu mengetahui muatan inti atom litium (Li), maka Anda perlu beralih ke awal karya besar Mendeleev, di mana ia berada di nomor 3;
• Aurum atau emas favorit kita (Au) memiliki massa atom 79;
• untuk argon, nilai ini adalah 18;
• rubidium memiliki massa atom 37, sedangkan strontium memiliki massa atom 38.

Dimungkinkan untuk membuat daftar semua komponen tabel periodik Mendeleev untuk waktu yang sangat lama, karena ada banyak dari mereka (komponen ini). Hal utama adalah bahwa esensi dari fenomena ini jelas, dan jika Anda perlu menghitung nomor atom kalium, oksigen, silikon, seng, aluminium, hidrogen, berilium, boron, fluor, tembaga, fluor, arsenik, merkuri, neon , mangan, titanium, maka Anda hanya perlu merujuk ke tabel unsur kimia dan mengetahui nomor seri zat tertentu.

BIAYA INTI

hukum Moseley. Muatan listrik inti dibentuk oleh proton yang menyusun komposisinya. Jumlah proton Z disebut muatannya, artinya nilai mutlak muatan inti sama dengan Ze. Muatan inti sama dengan nomor seri Z unsur dalam sistem periodik unsur Mendeleev. Untuk pertama kalinya, muatan inti atom ditentukan oleh fisikawan Inggris Moseley pada tahun 1913. Dengan mengukur panjang gelombang dengan kristal λ karakteristik radiasi sinar-X untuk atom unsur-unsur tertentu, Moseley menemukan perubahan teratur dalam panjang gelombang λ untuk unsur-unsur yang mengikuti satu demi satu dalam sistem periodik (Gbr. 2.1). Moseley menafsirkan pengamatan ini sebagai ketergantungan λ dari beberapa konstanta atom Z, berubah satu dari unsur ke unsur dan sama dengan satu untuk hidrogen:

dimana dan adalah konstanta. Dari percobaan tentang hamburan kuanta sinar-X oleh elektron atom dan α -partikel oleh inti atom, sudah diketahui bahwa muatan inti kira-kira sama dengan setengah massa atom dan, oleh karena itu, dekat dengan nomor urut elemen. Karena emisi radiasi sinar-X karakteristik merupakan konsekuensi dari proses listrik dalam atom, Moseley menyimpulkan bahwa konstanta atom ditemukan dalam eksperimennya, yang menentukan panjang gelombang radiasi sinar-X karakteristik dan bertepatan dengan nomor seri elemen. , hanya dapat menjadi muatan inti atom (hukum Moseley).

Beras. 2.1. Spektrum sinar-X atom dari unsur-unsur tetangga yang diperoleh oleh Moseley

Pengukuran panjang gelombang sinar-X dilakukan dengan sangat presisi, sehingga berdasarkan hukum Moseley, kepemilikan suatu atom terhadap suatu unsur kimia dapat dipastikan dengan sangat andal. Namun, fakta bahwa konstanta Z dalam persamaan terakhir adalah muatan inti, meskipun dibuktikan dengan eksperimen tidak langsung, pada akhirnya bertumpu pada postulat - hukum Moseley. Oleh karena itu, setelah penemuan Moseley, muatan inti berulang kali diukur dalam eksperimen hamburan. α -partikel berdasarkan hukum Coulomb. Pada tahun 1920, Chadwig memperbaiki metode untuk mengukur proporsi hamburan α -partikel dan menerima muatan inti atom tembaga, perak dan platinum (lihat tabel 2.1). Data Chadwig tidak meninggalkan keraguan tentang validitas hukum Moseley. Selain unsur-unsur yang ditunjukkan, muatan inti magnesium, aluminium, argon, dan emas juga ditentukan dalam percobaan.

Tabel 2.1. Hasil percobaan Chadwick

Definisi. Setelah penemuan Moseley, menjadi jelas bahwa karakteristik utama atom adalah muatan inti, dan bukan massa atomnya, seperti yang diasumsikan oleh ahli kimia abad ke-19, karena muatan inti menentukan jumlah elektron atom, dan karenanya sifat-sifat kimia atom. Alasan perbedaan antara atom-atom unsur kimia justru karena inti mereka memiliki jumlah proton yang berbeda dalam komposisinya. Sebaliknya, jumlah neutron yang berbeda dalam inti atom dengan jumlah proton yang sama tidak mengubah sifat kimia atom dengan cara apa pun. Atom-atom yang hanya berbeda dalam jumlah neutron pada intinya disebut isotop unsur kimia.