«Ядро атома. Порядковый номер элемента. Изотопы» Маслов А.С., Штремплер Г.И. Кафедра химии и методики обучения Института химии Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского Саратов, 2013 год

Демокрит Ок ок. 370 до н.э. В основе философии Демокрита лежит учение об атомах и пустоте как двух принципах, порождающих многообразие космоса: «В действительности существуют только атомы, не подверженные никаким изменениям, и пустота». Историческая справка

Экспериментально реальность атомов подтвердил английский химик Джон Дальтон(1808 г.) : Дж. Дальтон ( ) В 1803 г. ученый составил первую таблицу атомных весов относительно атомного веса водорода. 1. Вещества состоят из простых и сложных атомов. 2. Простые атомы неизменны и неделимы. 3. Атомы различных элементов соединяются между собой в определённых соотношениях. 4. Важнейшим свойством атомов является атомный вес.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ АТОМА 3. Открытие радиоактивности (1896, А. Беккерель). 1. Открытие катодных лучей ( , Г. Гейслер, У. Крукс, Д. Томсон); 2. Открытие рентгеновских лучей (1895, К.В. Рентген);

Модели строения атома У. Томсон, 1902 г. Ф. Ленард, 1904 г. Х. Нагаока, 1904 г.

Джозеф Джон Томсон «Пудинг с изюмом» Атом состоит из положительного заряда, равномерно распространенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда; 1904 г. Модель атома Дж. Дж. Томсона

Опыт Резерфорда (1910 г.)

Эрнест Резерфорд ( ) Планетарная модель атома Планетарная, или ядерная модель атома Резерфорда

Планетарная модель атома - внутри атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть объема атома; -весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре; - электроны вращаются вокруг ядра, они нейтрализуют заряд ядра.

Противоречие в планетарной модели атома: В соответствии с законами классической электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно испускать электромагнитное излучение, теряя энергию. Вследствие этого радиус орбиты электрона должен быстро уменьшаться, и рассчитанное из этих представлений время жизни атома, оказывалось бы ничтожно малым, что не соответствует действительности.

Современные модели атома Атом ядро электронные - протоны p + нейтроны n 0 число (p + ) = число (е - )

Строение ядра Протоны Протоны – это частицы с положительным зарядом +1 (в условных единицах) и относительной массой, равной ~1. Протон обозначается латинской буквой p + (или 1 р). Нейтроны Нейтроны – это электронейтральные (незаряженные) частицы с относительной массой, также равной ~1. Нейтрон обозначается латинской буквой n 0 (или 0 n). 1 1 заряд ядра = число протонов

Сумма чисел протонов и нейтронов в атоме называется массовым числом Z + N = A число протонов число нейтронов Массовое число Из этой формулы можно определить: N = A - Z Строение ядра

Массовое число (А) Порядковый номер (Z) Символ химического элемента кислорода ОБОЗНАЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СИМВОЛА ЭЛЕМЕНТА

ИЗОТОПЫ? Разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковый заряд ядра, но разную массу (массовое число), называют изотопами.

– превращение атомных ядер в результате их взаимодействия с элементарными частицами или друг с другом. Ядерная реакция – превращение атомных ядер в результате их взаимодействия с элементарными частицами или друг с другом. – явление самопроизвольного распада атомов неустойчивых (радиоактивных) элементов с образованием атомов других химических элементов, сопровождающееся испусканием ядерного излучения в виде альфа-частиц, бета-лучей или гамма-лучей. Радиоактивность – явление самопроизвольного распада атомов неустойчивых (радиоактивных) элементов с образованием атомов других химических элементов, сопровождающееся испусканием ядерного излучения в виде альфа-частиц, бета-лучей или гамма-лучей.

Электроны Электроны (обозначаются е - ) – это частицы с отрицательным зарядом -1 (в условных единицах) и относительной массой, равной 1/1837 массы протона. Число электронов в атоме = число протонов в ядре Электроны

ОБОБЩЕНИЕ Электроны, протоны и нейтроны являются элементарными частицами, из которых состоит атом. Изучение строения атома позволило дать новое (современное) определение понятия «атом». Атом – это электронейтральная химически неделимая частица, состоящая из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Положительный заряд ядра является главной характеристикой атома (элемента). Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Современная формулировка Периодического закона - Свойства химических элементов, а также образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер. Физический смысл атомного (порядкового) номера элемента в периодической системе элементов: Атомный (порядковый) номер элемента = = число протонов в ядре = = заряд ядра атома = = число электронов в атоме. ОБОБЩЕНИЕ

Закрепление: Ядро атома некоторого химического элемента содержит 16 нейтронов, а электронная оболочка этого атома – 15 электронов. Запишите знак химического элемента, его название и укажите заряд ядра, массовое число. Медь имеет изотопы с массовым числом 65 и 63. Укажите для каждого изотопа порядковый номер, число протонов и нейтронов, заряд ядра атома.

Кислород имеет изотопы: 16 О, 17 О, 18 О. Укажите для каждого изотопа порядковый номер, число протонов и нейтронов, заряд ядра атома. Массовое число атома некоторого изотопа равно 127. В электронной оболочке атома содержится 53 электрона. Какой это элемент, сколько протонов и нейтронов содержится в ядре атома? Закрепление: