Глава 4 Строение атома. Химическая связь.

4.1. Периодический закон д.И.Менделеева.

В 1869 году Д.И. Менделеев формулирует открытый им периодический закон:

«свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величин атомных весов элементов».

В настоящее время вместо понятия «атомный вес» используется понятие «атомная масса».

Дальнейшее развитие естествознания, особенно учения о строении атома, показало, что индивидуальность химического элемента определяется зарядом его ядра, а химические свойства элементов и их соединений, периодическая повторяемость их у разных элементов определяютсястроением электронной оболочки атома, которая, в свою очередь, зависит от заряда ядра атома.

Современная формулировка периодического закона Д.И. Менделеева гласит:

«Свойства химических элементов, а также свойства и форма образуемых ими соединений, находятся в периодической зависимости от заряда их атомов и определяются периодически повторяющимися однотипными электронными конфигурациями их атомов».

Таким образом, для того, чтобы понять причину периодичности свойств соединений химических элементов, надо обратиться к изучению строения атома.

4.2. Строение атома

Атом – это наименьшая частица химического элемента, входящая в состав простых и сложных веществ.

По современным представлениям атомэто электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и компенсирующих его заряд электронов.

В свою очередь ядро атома состоит из протонов, нейтронов (общее название  нуклоны)и большого числа других частиц. Электроны атома образуют его электронную оболочку, строение которой определяет многие химические свойства элемента.

Рис. 4.1. Схема строения атома элемента.

Протон положительно заряженная микрочастица с зарядом +1,6·10^19К, условно принятым за единицу положительного зарядаq_р= +1. Масса протона близка к 1 а.е.м. Общее число протоновNp, входящих в состав ядра, определяет общий заряд ядра атома и его порядковый номер в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева.

Нейтрон электронейтральная микрочастица входящая в состав ядра атома. Его масса, как и масса протона, близка к 1 а.е.м.

Нуклоны (от лат. nucleus – ядро, зерно, косточка) – собирательное названиепротонов и нейтронов– основных частиц, образующих атомные ядра.

Электронēотрицательно заряженная микрочастица, входящая в состав атома и несущая наименьший электрический заряд1,610^19Кл. Для удобства величина этого «элементарного» заряда принята за единицуq_e=1. Так как атом в целом электронейтрален, то число электронов равно заряду ядра этого атома.

Например, заряд ядра атома натрия ₁₁Naравен +11. Вокруг ядра размещается 11 электронов с общим отрицательным зарядом –11.

Основная масса атома (m)сосредоточена в его ядре, так как масса электронов мала и не вносит существенного вклада в массу всего атома. Масса электрона составляет лишьот массы протона или нейтрона.

Масса атома, таким образом, фактически складывается исходя из масс всех протонов (Np) и нейтронов (Nn) и характеризуетсямассовым числом (А).

Массовое число атома какого-либо элемента (А) численно равно сумме масс общего числа протонов (Np) и общего числа нейтронов (Nn):

A = Np + Nn.

Например, у атома калия (порядковый номер в таблице Менделеева 19, массовое число равно 39) в ядре находится 19 протонов и 20 нейтронов, у атома бария(порядковый номер 56, массовое число 137) в ядре 56 протонов и 71 нейтрон.