El mundo es hermoso. átomos

Un átomo es la parte químicamente indivisible más pequeña de un elemento químico, que es portador de sus propiedades. Un átomo está formado por electrones y un núcleo atómico, que a su vez está formado por neutrones sin carga, así como por protones con carga positiva. Si el número de electrones y protones es el mismo, entonces el átomo es eléctricamente neutro. De lo contrario, tiene carga negativa o positiva, en cuyo caso se llama ion.

Los átomos se clasifican según la cantidad de neutrones y protones en el núcleo: la cantidad de neutrones determina su pertenencia a cualquier isótopo de un elemento químico, la cantidad de protones, directamente a este elemento. átomos diferentes tipos en diversas cantidades, que están conectadas por ciertos enlaces interatómicos, forman moléculas.

El concepto de átomo fue formulado por primera vez por los antiguos filósofos griegos e indios. En los siglos XVII y Siglos XVIII Los químicos pudieron confirmar esta hipótesis de que algunas de las sustancias no pueden someterse a una descomposición posterior en elementos más pequeños utilizando herramientas especiales. metodos quimicos, experimentalmente. pero en finales del XIX A principios del siglo XX, los físicos descubrieron las partículas subatómicas, tras lo cual quedó claro que el átomo no es en realidad una "partícula indivisible". En 1860, se celebró un congreso internacional de químicos en la ciudad alemana de Karlsruhe, en el que se tomaron una serie de decisiones sobre la definición de los conceptos de átomo y molécula. Como resultado, un átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico, que forma parte de sustancias complejas y simples.

Modelos atómicos

El modelo atómico de Thomson. Propuso considerar el átomo como un cuerpo cargado positivamente que contiene electrones. Esta hipótesis fue finalmente refutada por el famoso científico Rutherford tras realizar su famoso experimento en el que dispersó partículas alfa.

Trozos de materia. El antiguo científico griego Demócrito creía que las propiedades de una sustancia pueden determinarse por su masa, forma y características similares de los átomos que la componen. Por ejemplo, el fuego tiene átomos afilados, por lo que puede quemarse, y en los cuerpos sólidos son rugosos, por eso se adhieren fuertemente entre sí, en el agua son lisos y, por lo tanto, puede fluir. Los demócratas también creían que alma humana consta de átomos.

El primer modelo planetario del átomo de Nagaoka. Los físicos japoneses Hantaro Nagaoka propusieron en 1904 un modelo de átomo de este tipo, que se construyó en directa analogía con Saturno. En este modelo, los electrones giraban en órbitas alrededor de un pequeño núcleo positivo y se combinaban formando anillos. Pero este modelo estaba equivocado.

Modelo planetario del átomo de Bohr-Rutherford. Ernest Rutherford realizó varios experimentos en 1911, después de lo cual llegó a la conclusión de que el átomo es una especie de sistema planetario, donde los electrones se mueven en órbitas alrededor de un núcleo pesado y cargado positivamente, que se encuentra en el centro del átomo. Pero tal descripción contradecía la electrodinámica clásica. Según este último, un electrón, mientras se mueve con aceleración centrípeta, debe emitir unas ondas electromagnéticas, por lo que pierde algo de energía. Sus cálculos indicaron que el tiempo que tarda un electrón en caer sobre el núcleo de un átomo de este tipo es absolutamente insignificante.

Para explicar la estabilidad de los átomos, Niels Bohr tuvo que introducir una serie de postulados especiales, que se reducían al hecho de que el electrón de un átomo, cuando se encuentra en determinados estados energéticos, no emite energía (“Bohr-Rutherford modelo del átomo”). Los postulados de Bohr demostraron que la mecánica clásica es inaplicable para describir las propiedades del átomo y su definición. El estudio posterior de la radiación atómica condujo a la creación de una rama de la física como la mecánica cuántica, que permitió explicar una gran cantidad de hechos observados.

Modelo mecánico cuántico del átomo.

El modelo moderno del átomo es un desarrollo. modelo planetario. El núcleo de un átomo contiene neutrones sin carga y protones con carga positiva, y está rodeado por electrones que tienen carga negativa. Pero los conceptos de la mecánica cuántica no permiten afirmar que los electrones se muevan alrededor del núcleo a lo largo de trayectorias definidas.
Las propiedades químicas de un átomo se describen mediante la mecánica cuántica y están determinadas por la configuración de su capa electrónica. Ubicación de un átomo en la tabla periódica. elementos quimicos Mendeleev se determina en función de la carga eléctrica de su núcleo, es decir número de protones, y el número de neutrones no tiene un efecto fundamental en propiedades quimicas. La mayor parte del átomo se concentra en el núcleo. La masa de un átomo se mide en unidades especiales de masa atómica iguales a.

Propiedades del átomo

Dos átomos cualesquiera que tengan el mismo número de protones pertenecen al mismo elemento químico. Los átomos con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones se llaman isótopos de ese elemento. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno contiene un protón, pero hay isótopos que no contienen neutrones ni un neutrón (deuterio) ni dos neutrones (tritio). Comenzando con el átomo de hidrógeno, que tiene un protón, y terminando con el átomo de ununoccio, que contiene 118 protones, los elementos químicos forman una serie natural continua según el número de protones en el núcleo. Del número 83 tabla periódica Comienzan los isótopos radiactivos de los elementos.

La masa en reposo de un átomo se expresa en unidades de masa atómica (daltons). La masa de un átomo es aproximadamente igual al producto de la unidad de masa atómica por el número másico. El isótopo más pesado es el plomo-208, cuya masa es 207,976 a. e.m.
La capa electrónica externa de una capa atómica, si no está completamente llena, se llama capa de valencia, y sus electrones se llaman electrones de valencia.

Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico que conserva todas sus propiedades químicas. Un átomo está formado por un núcleo que tiene una dirección positiva. carga electrica y electrones cargados negativamente. La carga del núcleo de cualquier elemento químico es igual al producto de Z y e, donde Z es el número de serie de este elemento en el sistema periódico de elementos químicos, e es el valor de la carga eléctrica elemental.

Electrón es la partícula más pequeña de una sustancia con carga eléctrica negativa e=1,6·10 -19 culombios, tomada como carga eléctrica elemental. Los electrones que giran alrededor del núcleo se encuentran en las capas de electrones K, L, M, etc. K es la capa más cercana al núcleo. El tamaño de un átomo está determinado por el tamaño de su capa electrónica. Un átomo puede perder electrones y convertirse en un ion positivo o ganar electrones y convertirse en un ion negativo. La carga de un ion determina la cantidad de electrones perdidos o ganados. El proceso de convertir un átomo neutro en un ion cargado se llama ionización.

Núcleo atómico(la parte central del átomo) consta de partículas nucleares elementales: protones y neutrones. El radio del núcleo es aproximadamente cien mil veces menor que el radio del átomo. La densidad del núcleo atómico es extremadamente alta. Protones- Se trata de partículas elementales estables con una única carga eléctrica positiva y una masa 1836 veces mayor que la masa de un electrón. Un protón es el núcleo de un átomo del elemento más ligero, el hidrógeno. El número de protones en el núcleo es Z. Neutrón Es una partícula elemental neutra (sin carga eléctrica) con una masa muy cercana a la masa de un protón. Dado que la masa del núcleo consiste en la masa de protones y neutrones, el número de neutrones en el núcleo de un átomo es igual a A - Z, donde A es el número de masa de un isótopo dado (ver). El protón y el neutrón que forman el núcleo se llaman nucleones. En el núcleo, los nucleones están conectados por fuerzas nucleares especiales.

El núcleo atómico contiene una enorme reserva de energía que se libera durante las reacciones nucleares. Las reacciones nucleares ocurren cuando núcleos atómicos con partículas elementales o con los núcleos de otros elementos. Como resultado de reacciones nucleares, se forman nuevos núcleos. Por ejemplo, un neutrón puede transformarse en un protón. En este caso, una partícula beta, es decir, un electrón, es expulsada del núcleo.

La transición de un protón a un neutrón en el núcleo se puede realizar de dos maneras: o se emite una partícula con una masa igual a la masa del electrón, pero con carga positiva, llamada positrón (desintegración de positrones). el núcleo, o el núcleo captura uno de los electrones de la capa K más cercana a él (captura K).

A veces, el núcleo resultante tiene un exceso de energía (está en un estado excitado) y, al pasar a un estado normal, libera el exceso de energía en forma de radiación electromagnética con una longitud de onda muy corta. La energía liberada durante las reacciones nucleares se utiliza prácticamente en varias industrias industria.

Un átomo (del griego atomos - indivisible) es la partícula más pequeña de un elemento químico que tiene sus propiedades químicas. Cada elemento está formado por un tipo específico de átomo. El átomo consta de un núcleo, que lleva una carga eléctrica positiva, y electrones cargados negativamente (ver), que forman sus capas electrónicas. La magnitud de la carga eléctrica del núcleo es igual a Z-e, donde e es la carga eléctrica elemental, igual en magnitud a la carga del electrón (4,8·10 -10 unidades eléctricas), y Z es el número atómico de este elemento. en el sistema periódico de elementos químicos (ver .). Dado que un átomo no ionizado es neutro, el número de electrones que contiene también es igual a Z. La composición del núcleo (ver Núcleo atómico) incluye nucleones, partículas elementales con una masa aproximadamente 1840 veces mayor que la masa del electrón. (igual a 9,1 · 10 - 28 g), protones (ver), con carga positiva y neutrones sin carga (ver). El número de nucleones en el núcleo se llama número de masa y se designa con la letra A. El número de protones en el núcleo, igual a Z, determina el número de electrones que ingresan al átomo, la estructura de las capas de electrones y la química. propiedades del átomo. El número de neutrones en el núcleo es A-Z. Los isótopos son variedades de un mismo elemento, cuyos átomos difieren entre sí en el número másico A, pero tienen el mismo Z. Así, en los núcleos de átomos de diferentes isótopos del mismo elemento hay numero diferente neutrones con el mismo número de protones. Al denotar isótopos, el número másico A se escribe encima del símbolo del elemento y el número atómico debajo; por ejemplo, los isótopos de oxígeno se denominan:

Las dimensiones de un átomo están determinadas por las dimensiones de las capas de electrones y son para todo Z un valor del orden de 10 -8 cm, ya que la masa de todos los electrones de un átomo es varios miles de veces menor que la masa del núcleo. , la masa del átomo es proporcional al número másico. La masa relativa de un átomo de un isótopo dado se determina en relación con la masa de un átomo del isótopo de carbono C12, tomada en 12 unidades, y se denomina masa del isótopo. Resulta estar cerca del número másico del isótopo correspondiente. El peso relativo de un átomo de un elemento químico es el valor promedio (teniendo en cuenta la abundancia relativa de isótopos de un elemento dado) del peso isotópico y se llama peso atómico (masa).

El átomo es un sistema microscópico, y su estructura y propiedades sólo pueden explicarse mediante la teoría cuántica, creada principalmente en los años 20 del siglo XX y destinada a describir fenómenos a escala atómica. Los experimentos han demostrado que las micropartículas (electrones, protones, átomos, etc.) además de las corpusculares, tienen propiedades ondulatorias, que se manifiestan en difracción e interferencia. En la teoría cuántica, para describir el estado de los microobjetos, se utiliza un determinado campo de ondas, caracterizado por una función de onda (función Ψ). Esta función determina las probabilidades de posibles estados de un microobjeto, es decir, caracteriza las posibilidades potenciales para la manifestación de algunas de sus propiedades. La ley de variación de la función Ψ en el espacio y el tiempo (ecuación de Schrodinger), que permite encontrar esta función, desempeña en la teoría cuántica el mismo papel que las leyes del movimiento de Newton en la mecánica clásica. Resolver la ecuación de Schrödinger en muchos casos conduce a posibles estados discretos del sistema. Así, por ejemplo, en el caso de un átomo, se obtiene una serie de funciones de onda para electrones correspondientes a diferentes valores de energía (cuantizados). El sistema de niveles de energía atómica, calculado según los métodos de la teoría cuántica, ha recibido una brillante confirmación en espectroscopia. La transición de un átomo del estado fundamental correspondiente al nivel de energía más bajo E 0 a cualquiera de los estados excitados E i se produce tras la absorción de una cierta porción de energía E i - E 0 . Un átomo excitado pasa a un estado menos excitado o fundamental, generalmente emitiendo un fotón. En este caso, la energía del fotón hv es igual a la diferencia de energías del átomo en dos estados: hv = E i - E k donde h es la constante de Planck (6,62·10 -27 erg·s), v es la frecuencia de luz.

Además de los espectros atómicos, la teoría cuántica permitió explicar otras propiedades de los átomos. En particular, la valencia, la naturaleza. enlace químico y la estructura de las moléculas, se creó la teoría del sistema periódico de elementos.

La química es la ciencia de las sustancias y sus transformaciones entre sí.

Las sustancias son sustancias químicamente puras.

Una sustancia químicamente pura es un conjunto de moléculas que tienen la misma composición cualitativa y cuantitativa y la misma estructura.

CH3-O-CH3-

CH3-CH2-OH

Molécula: las partículas más pequeñas de una sustancia que tienen todas sus propiedades químicas; una molécula está formada por átomos.

Un átomo es una partícula químicamente indivisible a partir de la cual se forman las moléculas. (para los gases nobles la molécula y el átomo son iguales, He, Ar)

Un átomo es una partícula eléctricamente neutra que consta de un núcleo cargado positivamente alrededor del cual se distribuyen electrones cargados negativamente según sus leyes estrictamente definidas. Además, la carga total de los electrones. igual a cargar granos.

El núcleo de un átomo está formado por protones (p) y neutrones (n) cargados positivamente que no llevan carga alguna. El nombre común de los neutrones y protones es nucleones. La masa de protones y neutrones es casi la misma.

Los electrones (e -) llevan una carga negativa igual a la carga de un protón. La masa de e es aproximadamente el 0,05% de la masa del protón y el neutrón. Por tanto, toda la masa de un átomo se concentra en su núcleo.

El número p en un átomo, igual a la carga del núcleo, se llama número de serie (Z), ya que el átomo es eléctricamente neutro;

El número másico (A) de un átomo es la suma de protones y neutrones en el núcleo. En consecuencia, el número de neutrones en un átomo es igual a la diferencia entre A y Z (número másico del átomo y número atómico (N=A-Z).

17 35 Cl ð=17, N=18, Z=17. 17р + , 18n 0 , 17е - .

Nucleones

Las propiedades químicas de los átomos están determinadas por su estructura electrónica (número de electrones), que es igual al número atómico (carga nuclear). Por tanto, todos los átomos con la misma carga nuclear se comportan químicamente de la misma manera y se calculan como átomos de un mismo elemento químico.

Un elemento químico es un conjunto de átomos con la misma carga nuclear. (110 elementos químicos).

Los átomos, que tienen la misma carga nuclear, pueden diferir en su número másico, lo que está asociado con un número diferente de neutrones en sus núcleos.

Los átomos que tienen el mismo Z pero diferente número másico se llaman isótopos.

17 35 Cl 17 37 Cl

Isótopos de hidrógeno H:

Designación: 1 1 N 1 2 D 1 3 T

Nombre: protio deuterio tritio

Composición del núcleo: 1р 1р+1n 1р+2n

El protio y el deuterio son estables.

El tritio se desintegra (radiactivo) Se utiliza en bombas de hidrógeno.

Unidad de masa atómica. El número de Avogadro. Mol.

Las masas de átomos y moléculas son muy pequeñas (aproximadamente 10 -28 a 10 -24 g); para poder representarlas de manera práctica, es aconsejable introducir su propia unidad de medida, lo que conducirá a una escala cómoda y familiar.

Dado que la masa de un átomo se concentra en su núcleo, formado por protones y neutrones de masa casi igual, es lógico tomar la masa de un nucleón como unidad de masa atómica.

Acordamos tomar como unidad de masa de átomos y moléculas una duodécima parte del isótopo de carbono, que tiene una estructura simétrica del núcleo (6p+6n). Esta unidad se llama unidad de masa atómica (uma), y es numéricamente igual a la masa de un nucleón. En esta escala, las masas de los átomos se aproximan a valores enteros: He-4; Al-27; Ra-226 a.u.m……

Calculemos la masa de 1 uma en gramos.

1/12 (12°C) = =1,66*10-24 g/a.u.m.

Calculemos cuántas uma contiene 1g.

norte A = 6,02 *-Número de Avogadro

La relación resultante se llama número de Avogadro y muestra cuántas uma contiene 1 g.

Las masas atómicas dadas en la tabla periódica se expresan en uma.

La masa molecular es la masa de una molécula, expresada en uma, y ​​se encuentra como la suma de las masas de todos los átomos que forman una molécula determinada.

m(1 molécula H 2 SO 4)= 1*2+32*1+16*4= 98 a.u.

Para pasar de uma a 1 g, que se utiliza prácticamente en química, se introdujo un cálculo porciones de la cantidad de una sustancia, y cada porción contenía el número N A de unidades estructurales (átomos, moléculas, iones, electrones). En este caso, la masa de dicha porción, denominada 1 mol, expresada en gramos, es numéricamente igual a la masa atómica o molecular expresada en uma.

Encontremos la masa de 1 mol de H 2 SO 4:

M(1 mol H2SO4)=

98a.u.m*1.66**6.02*=

Como se puede observar, los aspectos moleculares y masa molar numéricamente iguales.

1 mol– la cantidad de una sustancia que contiene el número de Avogadro de unidades estructurales (átomos, moléculas, iones).

Peso molecular (M)- masa de 1 mol de una sustancia, expresada en gramos.

Cantidad de sustancia - V (mol); masa de sustancia m(g); masa molar M(g/mol) - relacionado por la relación: V=;

2H2O+O2 2H2O

2 moles 1 mol

2.Leyes básicas de la química.

La ley de constancia de la composición de una sustancia: una sustancia químicamente pura, independientemente del método de preparación, siempre tiene una composición cualitativa y cuantitativa constante.

CH3+2O2=CO2+2H2O

NaOH+HCl=NaCl+H2O

Las sustancias con una composición constante se llaman daltonitas. Como excepción, se conocen sustancias de composición inalterada: bertolitas (óxidos, carburos, nitruros).

Ley de conservación de la masa (Lomonosov): la masa de sustancias que entran en una reacción es siempre igual a la masa de los productos de reacción. De esto se deduce que los átomos no desaparecen durante la reacción y no se forman, pasan de una sustancia a otra; Esta es la base para la selección de coeficientes en la ecuación de una reacción química; el número de átomos de cada elemento en los lados izquierdo y derecho de la ecuación debe ser igual.

Ley de equivalente - en reacciones quimicas las sustancias reaccionan y se forman en cantidades iguales al equivalente (Cuantos equivalentes de una sustancia se consumen, exactamente la misma cantidad de equivalentes se consumen o se forman de otra sustancia).

Equivalente es la cantidad de una sustancia que, durante una reacción, agrega, reemplaza o libera un mol de átomos de H (iones). La masa equivalente expresada en gramos se llama masa equivalente (E).

Leyes de los gases

Ley de Dalton: la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de todos los componentes de la mezcla de gases.

Ley de Avogadro: Volúmenes iguales de diferentes gases en las mismas condiciones contienen el mismo número de moléculas.

Consecuencia: un mol de cualquier gas en condiciones normales (t=0 grados o 273K y P=1 atmósfera o 101255 Pascal o 760 mm Hg. Col.) ocupa V=22,4 litros.

El V que ocupa un mol de gas se llama volumen molar Vm.

Conociendo el volumen de gas (mezcla de gases) y Vm en determinadas condiciones, es fácil calcular la cantidad de gas (mezcla de gases) =V/Vm.

La ecuación de Mendeleev-Clapeyron relaciona la cantidad de gas con las condiciones en las que se encuentra. pV=(m/M)*RT= *RT

Cuando se utiliza esta ecuación, todas las cantidades físicas deben expresarse en SI: p-presión del gas (pascal), V-volumen del gas (litros), m-masa del gas (kg), M-masa molar (kg/mol), T- temperatura en escala absoluta (K), Nu-cantidad de gas (mol), R-constante de gas = 8,31 J/(mol*K).

D - la densidad relativa de un gas en comparación con otro - la relación entre gas M y gas M, elegida como estándar, muestra cuántas veces un gas es más pesado que otro D = M1 / ​​​​M2.

Métodos de expresión de la composición de una mezcla de sustancias.

Fracción de masa W - la relación entre la masa de la sustancia y la masa de toda la mezcla W=((m mezcla)/(m solución))*100%

La fracción molar æ es la relación entre el número de sustancias y el número total de todas las sustancias. en la mezcla.

La mayoría de los elementos químicos de la naturaleza están presentes como una mezcla de diferentes isótopos; Conociendo la composición isotópica de un elemento químico, expresada en fracciones molares, se calcula el valor medio ponderado de la masa atómica de este elemento, que se convierte en ISHE. А= Σ (æi*Аi)= æ1*А1+ æ2*А2+…+ æn*Аn, donde æi es la fracción molar del i-ésimo isótopo, Аi es la masa atómica del i-ésimo isótopo.

La fracción de volumen (φ) es la relación entre Vi y el volumen de toda la mezcla. φi=Vi/VΣ

Conociendo la composición volumétrica de la mezcla de gases, se calcula el Mav de la mezcla de gases. Мср= Σ (φi*Mi)= φ1*М1+ φ2*М2+…+ φn*Мn

La mayoría de nosotros estudiamos el tema del átomo en la escuela, en la clase de física. Si todavía olvidaste de qué está hecho un átomo o recién estás comenzando a estudiar este tema, este artículo es solo para ti.

¿Qué es un átomo?

Para entender de qué está hecho un átomo, primero hay que entender qué es. La tesis generalmente aceptada en plan de estudios escolar En física es que un átomo es la partícula más pequeña de cualquier elemento químico. Así, los átomos están en todo lo que nos rodea. Ya sea un objeto animado o inanimado, en las capas fisiológicas y químicas inferiores, está compuesto de átomos.

Los átomos son parte de una molécula. A pesar de esta creencia, existen elementos que son más pequeños que los átomos, como los quarks. El tema de los quarks no se trata en las escuelas ni en las universidades (excepto en casos especiales). El quark es un elemento químico que no tiene estructura interna, es decir. su estructura es mucho más ligera que la de un átomo. Actualmente, la ciencia conoce 6 tipos de quarks.

¿En qué consiste un átomo?

Todos los objetos que nos rodean, como ya se dijo, están compuestos de algo. Hay una mesa y dos sillas en la habitación. Cada mueble, a su vez, está fabricado de algún material. En este caso, de madera. Un árbol está hecho de moléculas y estas moléculas están hechas de átomos. Y se pueden dar tales ejemplos. conjunto infinito. ¿Pero en qué consiste el átomo mismo?

Un átomo consta de un núcleo que contiene protones y neutrones. Los protones son partículas cargadas positivamente. Los neutrones, como su nombre indica, tienen carga neutra, es decir. no tiene cargo. Alrededor del núcleo de un átomo hay un campo (nube eléctrica) en el que se mueven los electrones (partículas cargadas negativamente). El número de electrones y protones puede diferir entre sí. Es esta diferencia la clave en química, cuando se estudia la cuestión de pertenecer a una sustancia.

Un átomo cuyo número de partículas de las anteriores difiere se llama ion. Como habrás adivinado, un ion puede ser negativo o positivo. Es negativo si el número de electrones supera al número de protones. Y viceversa, si hay más protones, el ion será positivo.

El átomo tal como lo imaginaban los pensadores y científicos antiguos

Hay algunas suposiciones muy interesantes sobre el átomo. A continuación se muestra una lista:

• La hipótesis de Demócrito. Demócrito supuso que las propiedades de una sustancia dependían de la forma de su átomo. Por lo tanto, si algo tiene la propiedad de un líquido, esto se debe precisamente al hecho de que los átomos que componen este líquido son suaves. Según la lógica de Demócrito, los átomos del agua y, por ejemplo, de la leche son similares.
• Supuestos planetarios. En el siglo XX, algunos científicos sugirieron que el átomo es una apariencia de planetas. Una de estas suposiciones era la siguiente: al igual que el planeta Saturno, el átomo también tiene anillos alrededor del núcleo a través de los cuales se mueven los electrones (el núcleo se compara con el planeta mismo y la nube eléctrica se compara con los anillos de Saturno). A pesar de la similitud objetiva con la teoría probada, esta versión fue refutada. La suposición de Bohr-Rutherford era similar, pero más tarde también fue refutada.

A pesar de esto, se puede decir con seguridad que Rutherford dio un gran paso adelante en la comprensión verdadera esenciaátomo. Tenía razón cuando dijo que un átomo es similar a un núcleo, que en sí mismo es positivo, y los átomos se mueven a su alrededor. El único defecto de su modelo es que los electrones que están alrededor del átomo no se mueven en ninguna dirección particular. Su movimiento es caótico. Esto fue demostrado y entró en la ciencia con el nombre de modelo de mecánica cuántica.

En 1913 los daneses físico niels bohr propuso su teoría de la estructura atómica. Tomó como base el modelo planetario del átomo desarrollado por el físico Rutherford. En él, el átomo era comparado con los objetos del macrocosmos, un sistema planetario en el que los planetas se mueven en órbitas alrededor. grandes estrellas. De manera similar, en el modelo planetario del átomo, los electrones se mueven en órbitas alrededor de un núcleo pesado ubicado en el centro.

Bohr introdujo la idea de cuantificación en la teoría atómica. Según él, los electrones sólo pueden moverse en órbitas fijas correspondientes a determinados niveles de energía. Fue el modelo de Bohr el que se convirtió en la base para la creación del modelo mecánico cuántico moderno del átomo. En este modelo, el núcleo atómico, formado por protones cargados positivamente y neutrones sin carga, también está rodeado por electrones cargados negativamente. Sin embargo, según la mecánica cuántica, es imposible determinar una trayectoria u órbita de movimiento exacta para un electrón; solo hay una región en la que se encuentran electrones con un nivel de energía similar.

¿Qué hay dentro de un átomo?

Los átomos están formados por electrones, protones y neutrones. Los neutrones se descubrieron después de que los físicos desarrollaran un modelo planetario del átomo. Recién en 1932, mientras realizaba una serie de experimentos, James Chadwick descubrió partículas que no tenían carga. La ausencia de carga fue confirmada por el hecho de que estas partículas no reaccionaron de ninguna manera al campo electromagnético.

El núcleo de un átomo está formado por partículas pesadas: protones y neutrones: cada una de estas partículas es casi dos mil veces más pesada que un electrón. Los protones y los neutrones también son similares en tamaño, pero los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga alguna.

A su vez, los protones y neutrones están formados por partículas elementales llamadas quarks. En la física moderna, los quarks son la partícula fundamental más pequeña de la materia.

Las dimensiones del átomo en sí son muchas veces mayores que las dimensiones del núcleo. Si ampliamos un átomo al tamaño de un campo de fútbol, ​​entonces el tamaño de su núcleo puede ser comparable al tamaño de una pelota de tenis en el centro de dicho campo.

En la naturaleza hay muchos átomos que difieren en tamaño, masa y otras características. Un conjunto de átomos del mismo tipo se llama elemento químico. Hoy en día se conocen más de cien elementos químicos. Sus átomos difieren en tamaño, masa y estructura.

Electrones dentro de un átomo.

Los electrones cargados negativamente se mueven alrededor del núcleo de un átomo formando una especie de nube. El núcleo masivo atrae electrones, pero la energía de los propios electrones les permite "huir" más lejos del núcleo. Por tanto, cuanto mayor es la energía del electrón, más lejos está del núcleo.

El valor de la energía del electrón no puede ser arbitrario; corresponde a un conjunto claramente definido de niveles de energía en el átomo. Es decir, la energía del electrón cambia abruptamente de un nivel a otro. En consecuencia, un electrón sólo puede moverse dentro de una capa electrónica limitada correspondiente a uno u otro nivel de energía; este es el significado de los postulados de Bohr.

Habiendo recibido más energía, el electrón "salta" a una capa más alta del núcleo, habiendo perdido energía, por el contrario, a una capa más baja. Así, la nube de electrones alrededor del núcleo está ordenada en forma de varias capas "cortadas".

Historia de las ideas sobre el átomo.

La palabra "átomo" en sí proviene del griego "indivisible" y se remonta a las ideas de los antiguos filósofos griegos sobre la parte indivisible más pequeña de la materia. En la Edad Media, los químicos se convencieron de que algunas sustancias no podían descomponerse en sus elementos constituyentes. Estas partículas más pequeñas de materia se llaman átomos. En 1860, en el congreso internacional de químicos celebrado en Alemania, esta definición fue consagrada oficialmente en la ciencia mundial.

A finales del siglo XIX y principios del XX, los físicos descubrieron las partículas subatómicas y quedó claro que el átomo no es, en realidad, indivisible. Inmediatamente surgieron teorías sobre estructura internaátomo, uno de los primeros fue el modelo de Thomson o el modelo del “pudín de pasas”. Según este modelo, los pequeños electrones estaban ubicados dentro de un cuerpo masivo con carga positiva, como pasas dentro de un pudín. Sin embargo, los experimentos prácticos del químico Rutherford refutaron este modelo y lo llevaron a la creación de un modelo planetario del átomo.

El desarrollo del modelo planetario por parte de Bohr, junto con el descubrimiento de los neutrones en 1932, formaron la base para teoría moderna sobre la estructura del átomo. Las siguientes etapas en el desarrollo del conocimiento sobre el átomo ya están asociadas con la física de las partículas elementales: quarks, leptones, neutrinos, fotones, bosones y otros.