Chemie - Struktur des Atoms
Einführung
Um 1900 wurde entdeckt, dass das Atom kein einfaches, unteilbares Teilchen ist, sondern subatomare Teilchen enthält.
J.J. Thomson entdeckte nämlich das subatomare Teilchen ‘electron.’
JJ Thomson war die erste Person, die a model für die Struktur eines Atoms.
1886 entdeckte E. Goldstein das Vorhandensein neuer Strahlungen in einer Gasentladung und nannte sie canal rays.
Ein weiteres positiv geladenes subatomares Teilchen wurde durch Experimente mit Kanalstrahlen entdeckt und benannt proton.
Thomsons Atommodell
Thomson schlug vor, dass ein Atom aus einer positiv geladenen Kugel besteht und die Elektronen (negative Ladung) darin eingebettet sind (wie in der Abbildung unten gezeigt).
Ferner sagte Thomson, dass die negativen und positiven Ladungen gleich groß sind. Somit ist das Atom als Ganzes elektrisch neutral.
Rutherfords Atommodell
E. Rutherford ist als "Vater" der Kernphysik beliebt.
Rutherford ist weitgehend bekannt für seine Arbeiten zur Radioaktivität und zur Entdeckung der nucleus eines Atoms mit dem Goldfolienexperiment (wie im Bild unten gezeigt).
Rutherford sagte, dass es in einem Atom ein positiv geladenes Zentrum gibt, das als das bekannt ist nucleus.
Rutherford sagte, dass fast die gesamte Masse eines Atoms im Kern vorhanden ist.
Laut Rutherford drehen sich die Elektronen in genau definierten Bahnen um den Kern.
Bohrs Atommodell
Neils Bohr erweiterte Rutherfords Modell weiter und verbesserte seine Nachteile.
Laut Bohr sind im Atom nur bestimmte spezielle Bahnen erlaubt, die als diskrete Bahnen von Elektronen bekannt sind.
Bohr sagte, dass Elektronen keine Energie ausstrahlen, während sie sich in diskreten Bahnen drehen.
Bohr nannte Umlaufbahnen oder Muscheln als Energieniveaus (wie im Bild unten gezeigt).
Bohr stellte diese Umlaufbahnen oder Schalen durch die Buchstaben K, L, M, N, ... oder die Zahlen n = 1,2,3,4, ... dar.
Neutron
1932 entdeckte J. Chadwick ein neues subatomares Teilchen, nämlich ein Neutron.
Neutron hat keine Ladung und eine Masse, die fast der eines Protons entspricht.
Neutronen sind im Kern aller Atome außer Wasserstoff vorhanden.
In verschiedenen Bahnen (Schalen) verteilte Elektronen
Die maximale Anzahl von Elektronen, die in einer Hülle vorhanden sein können, wird durch die Formel angegeben 2n2.
‘n’ ist die Umlaufbahnzahl oder der Energiepegelindex, dh 1, 2, 3,….
Nach der angegebenen Formel -
Erste Umlaufbahn dh K-shellwird = 2 × 1 2 = 2 sein
Zweite Umlaufbahn dh L-shellwird = 2 × 2 2 = 8 sein
Dritte Umlaufbahn dh M-shellwird = 2 × 3 2 = 18 sein
Vierte Umlaufbahn dh N-shellwird = 2 × 4 2 = 32 sein
Ebenso beträgt die maximale Anzahl von Elektronen, die in der äußersten Umlaufbahn untergebracht werden können, 8.
Elektronen werden in einer bestimmten Schale nicht gefüllt, es sei denn, die inneren Schalen sind gefüllt. Dies bedeutet, dass die Schalen schrittweise gefüllt werden. von der Innenschale zur Außenschale.
Wertigkeit
Die Elektronen, die in der äußersten Hülle eines Atoms vorhanden sind, werden als die bezeichnet valence Elektronen.
Nach dem Bohr-Bury-Modell kann die äußerste Hülle eines Atoms maximal 8 Elektronen haben.
Ordnungszahl
Die Gesamtzahl der Protonen, die im Kern eines Atoms vorhanden sind, ist bekannt als atomic number.
Die Anzahl der Protonen eines Atoms bestimmt die Ordnungszahl.
Die Ordnungszahl wird mit bezeichnet ‘Z’.
Protonen und Neutronen zusammen sind bekannt als nucleons.
Massenzahl
Die Summe der Gesamtzahl der Protonen und Neutronen, die im Kern eines Atoms vorhanden sind, ist bekannt als mass number.
Isotope
Die Atome desselben Elements mit derselben Ordnungszahl, aber unterschiedlichen Massenzahlen werden als Isotope bezeichnet. Beispielsweise hat das Wasserstoffatom drei Isotope, nämlich Protium, Deuterium und Tritium.
Die chemischen Eigenschaften von Isotopen eines Atoms sind ähnlich, aber ihre physikalischen Eigenschaften sind unterschiedlich.
Isobaren
Atome verschiedener Elemente mit unterschiedlichen Ordnungszahlen, die dieselbe Massenzahl haben, werden als Isobaren bezeichnet. Beispielsweise beträgt die Ordnungszahl von Kalzium 20 und die Ordnungszahl von Argon 18; Ferner ist die Anzahl der Elektronen in diesen Atomen unterschiedlich, aber die Massenzahl dieser beiden Elemente beträgt 40.