Урок №59. Строение атома. Состав атомных ядер. Изотопы. Химический элемент — вид атома с одинаковым зарядом ядра
Заряд ядра атома кислорода +8
В ядре находятся нуклоны: p+ = 8 и n0 =16-8=8
Массовое число изотопа: А = 16 - равно сумме протонов и нейтронов в ядре
Заряд ядра изотопа Z = 8
СТРОЕНИЕ И СОСТАВ АТОМА
В 1911 г англ. учёный Э. Резерфорд доказал на опыте, что в центре атома имеется положительно заряженное ядро.
Ядро — положительно заряженная часть атома, состоящая из нуклонов — протонов и нейтронов (за исключением водорода, ядро которого состоит только из протонов).
Из курса физики известно, что вокруг положительного ядра находятся отрицательно заряженные частицы электроны - е-.
Электрон — элементарная частица с массой 1/1840 а.е.м. и минимальным отрицательным электрическим зарядом (-1).
В электронейтральном атоме число электронов должно быть равно заряду ядра и, следовательно, порядковому номеру элемента. Масса электрона очень мала и принимается равной нулю, таким образом, масса атома сосредоточена в ядре, в котором расположены протоны – p+ и нейтроны – n0.
Протон — стабильная элементарная частица с массой 1 а.е.м. и минимальным положительным электрическим зарядом (+1).
Нейтрон — нейтральная (не обладающая электрическим зарядом) элементарная частица с массой, равной 1 а.е.м.
Заряд ядра равен порядковому номеру химического элемента
Заряд ядра атома = Порядковому номеру (N) = Числу протонов = Число электронов
Число нейтронов = Атомная масса (Ar) – Порядковый номер (N)
Задача №1. Определите состав атома бора?
Бор
N (порядковый номер) – 5
Ar(B) = 11
e-= Порядковому номеру (N) = 5
p+= Порядковому номеру (N) = 5
n0= Атомная масса (Ar) – Порядковый номер (N) = 11 – 5 = 6
Задача №2. Определите состав атома хлора?
Хлор
N (порядковый номер) – 17
Ar(Cl) = 35,5
e-= Порядковому номеру (N) = 17
p+= Порядковому номеру (N) = 17
n0= Атомная масса (Ar) – Порядковый номер (N) = 35,5 – 17 = 18,5
ИЗОТОПЫ
Изотопы — разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа.
Например, изотопы природного водорода:
Протий: 11 H (e-= 1; p+= 1; n0 = 1-1 = 0)
Дейтерий: 12Н (e-= 1; p+= 1; n0 = 2-1 = 1)
Тритий: 13Н (e-= 1; p+= 1; n0 = 3-1 = 2)
Изотопы одного и того же химического элемента имеют разную массу, так как в их атомных ядрах содержится разное количество нейтронов.
ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ
Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
В природе химические элементы существуют в виде смесей изотопов. Изотопный состав одного и того же химического элемента выражают в атомных долях (ωат.), которые указывают какую часть составляет число атомов данного изотопа от общего числа атомов всех изотопов данного элемента, принятого за единицу или 100%.
Например,
ωат (35Сl) = 0,754 или 75,4%
ωат (37Сl) = 0,246 или 24,6%
Почему в таблице Д. И. Менделеева для химических элементов относительные атомные массы представлены в виде дробных чисел?
В таблице Менделеева приведены средние значения относительных атомных масс химических элементов с учётом их изотопного состава. Поэтому Ar, указанные в таблице являются дробными.
Ar средняя= ωат.(1) ∙ Ar(1) + … + ωат.(n) ∙ Ar(n)
Задача: Вычислите относительную атомную массу химического элемента хлора, если известно, что он состоит из двух изотопов: 35Cl (атомная доля 75,4%) и 37Cl (24.6%).
Дано:
ωат.(35Cl) = 75,4%
ωат.(37Cl) = 24,6%
Найти: Arсредняя (Cl) =?
Решение:
Arсредняя (Cl) = 0,754 ∙ 35 + 0,246 ∙ 37 = 35,453
Задания для закрепления
№1. Определите атомный состав изотопов хлора 35Cl и 37Сl. Почему изотопы хлора имеют разное массовое число?
№2. Определите относительную атомную массу элемента кремния, если известно, что он состоит из трёх изотопов: 28Si (атомная доля 92,3%), 29Si (4,7%), 30Si (3%).