Chemia - budowa atomu

Wprowadzenie

  • W 1900 roku odkryto, że atom nie jest prostą, niepodzielną cząstką, ale zawiera raczej cząstki subatomowe.

  • J.J. Thomson odkrył cząstkę subatomową mianowicie ‘electron.’

  • JJ Thomson był pierwszą osobą, która zaproponowała model na strukturę atomu.

  • W 1886 roku E. Goldstein odkrył obecność nowych promieniowań w wyładowaniu gazowym i nazwał je canal rays.

  • Inną dodatnio naładowaną cząstkę subatomową odkryto podczas eksperymentów z promieniami kanałowymi i nazwano ją proton.

Model atomu Thomsona

  • Thomson zaproponował, że atom składa się z dodatnio naładowanej kuli, w której osadzone są elektrony (ładunek ujemny) (jak pokazano na poniższym obrazku).

  • Ponadto Thomson powiedział, że ładunki ujemne i dodatnie są równe pod względem wielkości. Zatem atom jako całość jest elektrycznie obojętny.

Model atomu Rutherforda

  • E. Rutherford jest popularny jako „ojciec” fizyki jądrowej.

  • Rutherford jest w dużej mierze znany ze swojej pracy nad radioaktywnością i odkrycia nucleus atomu za pomocą eksperymentu ze złotą folią (jak pokazano na poniższym obrazku.

  • Rutherford powiedział, że w atomie znajduje się dodatnio naładowane centrum znane jako nucleus.

  • Rutherford powiedział, że prawie cała masa atomu znajduje się w jądrze.

  • Według Rutherforda elektrony krążą wokół jądra po dobrze określonych orbitach.

Model atomu Bohra

  • Neils Bohr dodatkowo rozszerzył model Rutherforda i poprawił jego wady.

  • Według Bohra, tylko niektóre specjalne orbity znane jako dyskretne orbity elektronów są dozwolone wewnątrz atomu.

  • Bohr powiedział, że elektrony nie emitują energii podczas obracania się po dyskretnych orbitach.

  • Bohr nazwał orbity lub powłoki jako poziomy energii (jak pokazano na poniższym obrazku).

  • Bohr przedstawił te orbity lub powłoki literami K, L, M, N,… lub liczbami, n = 1,2,3,4,….

Neutron

  • W 1932 roku J. Chadwick odkrył nową cząstkę subatomową, tj. Neutron.

  • Neutron nie ma ładunku i ma masę prawie równą masie protonu.

  • Neutrony są obecne w jądrach wszystkich atomów z wyjątkiem wodoru.

Elektrony rozmieszczone na różnych orbitach (muszle)

  • Maksymalną liczbę elektronów, które mogą znajdować się w powłoce, podaje wzór 2n2.

  • ‘n’ jest liczbą orbity lub wskaźnikiem poziomu energii, tj. 1, 2, 3,….

  • Zgodnie z podanym wzorem -

    • Pierwsza orbita tj K-shellbędzie = 2 × 1 2 = 2

    • Druga orbita tj L-shellbędzie = 2 × 2 2 = 8

    • Trzecia orbita tj M-shellbędzie = 2 × 3 2 = 18

    • Czwarta orbita tj N-shellbędzie = 2 × 4 2 = 32

  • Podobnie, maksymalna liczba elektronów, które można pomieścić na najbardziej zewnętrznej orbicie, wynosi 8.

  • Elektrony nie są wypełniane w danej powłoce, chyba że są wypełnione powłoki wewnętrzne. Oznacza to, że łuski są napełniane w sposób stopniowy; począwszy od skorupy wewnętrznej do skorupy zewnętrznej.

Wartościowość

  • Elektrony, które są obecne w najbardziej zewnętrznej powłoce atomu, są znane jako valence elektrony.

  • Zgodnie z modelem Bohra-Bury'ego, najbardziej zewnętrzna powłoka atomu może mieć maksymalnie 8 elektronów.

Liczba atomowa

  • Całkowita liczba protonów obecnych w jądrze atomu jest określana jako atomic number.

  • Liczba protonów w atomie określa liczbę atomową.

  • Liczba atomowa jest oznaczona przez ‘Z’.

  • Protony i neutrony są łącznie znane jako nucleons.

Liczba masowa

  • Suma całkowitej liczby protonów i neutronów obecnych w jądrze atomu jest określana jako mass number.

Izotopy

  • Atomy tego samego pierwiastka, mające tę samą liczbę atomową, ale różne liczby masowe, są znane jako izotopy. Np. Atom wodoru ma trzy izotopy, mianowicie prot, deuter i tryt.

  • Właściwości chemiczne izotopów atomu są podobne, ale ich właściwości fizyczne są inne.

Isobary

  • Atomy różnych pierwiastków o różnych liczbach atomowych, które mają tę samą liczbę masową, nazywane są izobarami. Np. Liczba atomowa wapnia wynosi 20, a liczba atomowa argonu to 18; ponadto liczba elektronów w tych atomach jest różna, ale liczba masowa obu tych pierwiastków wynosi 40.