рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Философия
/
Загальні уявлення про будову атома, природа електрона і характеристики його стану в атомі

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Загальні уявлення про будову атома, природа електрона і характеристики його стану в атомі

Загальні уявлення про будову атома, природа електрона і характеристики його стану в атомі - раздел Философия, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до самостійної роботи з дисципліни «ХІМІЯ» Слово “Атом” У Перекладі З Грецької Мови Означає “Неподільний”. За Сучасними ...

Слово “атом” у перекладі з грецької мови означає “неподільний”. За сучасними уявленнями атом — електронейтральна мікросистема, що складається з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів. Ядра атомів складаються з двох типів мікрочастинок (нуклонів) — протонів і нейтронів , основні характеристики яких подано в табл. 3.1.

Основна маса атома зосереджена в ядрі і характеризується масовим числом А, яке дорівнює сумі чисел протонів (тобто заряду ядра) Z і нейтронів N:

A = Z + N

Таблиця 3.1.

Основні характеристики елементарних частинок, які входять до складу атома

Частинка	Символ	Маса спокою	Заряд
абсолютна, кг	а.о.м.	електричний, Кл	відносний
Протон		1,673·10^-27	1,007276	1,602·10^-19	+1
Нейтрон		1,675·10^-27	1,008665
Електрон		9,109·10^-31	0,000549	1,602·10^-19	-1

Атом і ядро характеризуються такими лінійними розмірами: атома — ~ 10^-10, ядра — ~ 10^-14 – 10^{-15 м. Заряд ядра, як головна характеристика атома, визначає число електронів, що обертаються навколо нього.}

Отже, заряд ядра зумовлює належність атома до певного виду хімічних елементів і відповідає порядковому номеру елемента в періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва. У позначенні елемента відображають масове число А і кількість протонів Z, наприклад , .

Атоми з однаковими значеннями Z, але з різними значеннями А і N, наприклад , , , називають ізотопами.

Атоми з однаковими значеннями N, але з різними значеннями Z і А, наприклад,і , називають ізотонами;з однаковими значеннями А, але різними Z і N, наприклад , ,— ізобарами.

За сучасними уявленнями рух електронів в атомі описується законами квантової механіки, в основі якої лежать уявлення про квантування енергії, хвильово-корпускулярну (двоїсту) природу електрона, хвильовий характер його руху. Енергія є найважливішою характеристикою електрона. Вона може приймати лише визначені дискретні значення, поглинається і випромінюється лише порціями – квантами.

Отже, електрон прийнято розглядати одночасно і як мікроматеріальну частинку (див. табл. 1.1), і як хвилю. Математично це положення описується рівнянням де Бройля (1924), відповідно до якого частинці, що має масу і рухається зі швидкістю v, відповідає хвиля довжини λ:

λ=h/mv,

де h — стала Планка (h = 6,626·10^-34Дж • с).

Із поняття подвійної природи електрона випливає важливий висновок, відомий під назвою принципу невизначеності Гейзенберга: мікрочастинка (електрон), так само як і електронна хвиля, не має одночасно точних значень координат та імпульсу (mv). Цей принцип виявляється в тому, що чим точніше визначаються координати частинки, тим більш невизначеним стає її імпульс (або пов'язана з ним швидкість частинки v), і навпаки. Тому для описування руху мікрочастинки користуються імовірнісним підходом, коли визначають не її точне положення, а ймовірність знаходження її в тій чи іншій ділянці навколоядерного простору. Наприклад, якщо для вимірювання координати електрона користуватися розсіюванням світлових квантів — фотонів (тобто «освітлювати» електрон), то похибка такого вимірювання дорівнюватиме довжині хвилі світла: Δx ~ λ. Причому, чим менше значення λ, тим вища точність вимірювання. Проте зі зменшенням довжини хвилі λ, світла одночасно зростає імпульс фотона p=2nh/λ, який частково передаватиметься електрону під час зіткнення з ним кванта світла.

Отже, в числове значення імпульсу електрона вноситься неконтрольована величина — змінна Δр_х, яка має порядок імпульсу фотона. Величини Δх, Δр_х та інші однойменні компоненти пов'язані такими співвідношеннями:

Δx·Δp_x ≥ h; Δy·Δp_y≥h; Δz·Δp_z≥h,

які називають співвідношеннями невизначеності Гейзенберга. Тому умови, сприятливі для точного вимірювання координати електрона (мала довжина хвилі), виявляються несумісними з умовами, необхідними для точного вимірювання його імпульсу (мале значення енергії кванта світла), і навпаки. Така ситуація є результатом того, що електрон з огляду на свою подвійну природу не допускає одночасної локалізації в координатному та імпульсному просторі. Звідси випливає, що рух електрона не можна описати за допомогою поняття про траєкторію.

З огляду на хвильову природу електрон характеризується хвильовою функцією ψ, яка є амплітудою тривимірної електронної хвилі, тобто це амплітуда ймовірності перебування електрона у певній ділянці простору.

Ймовірність знаходження електрона в об'ємі атомного простору dV (об'ємі, що знаходиться між двома сферами з радіусами r i(r + dr), і розраховується як добуток 4πr²dr) визначають величиною ψ²dV, або ψ²4πr²dr. Ця величина дає наочне уявлення про розподіл електронної густини в атомі, тобто про функцію радіального розподілу.

Густина ймовірності, або електронна густина, — квадрат абсолютної величини хвильової функції |ψ|², розрахований для певного моменту часу та певної точки простору. Ця величина пропорційна ймовірності виявлення електрона у цій точці в зазначений час.

Електронна хмара, або атомна електронна орбіталь (АО), — квантово-механічна модель стану (руху) електрона в атомі — ділянка навколоядерного простору атома, що обмежена умовною поверхнею, яка не має чітких меж і де густина ймовірності наявності електрона (тобто електронна густина) досягає наперед заданої величини (як правило, 90 %).

Розрахунок хвильової функції ψ, тобто повне описування руху електрона в будь-якому тривимірному полі U{x, y_f z), у квантовій механіці здійснюють за допомогою рівняння Шредінгера (1926):

де h — стала Планка; т — маса електрона; U, Е — відповідно потенційна і повна енергія електрона.

Розв'язування рівняння Шредінгера, отже, математичне описування електронної орбіталі (АО) можливе лише за умови цілком визначених дискретних значень певних характеристик електрона, які називають квантовими числами: головним (п), орбітальним (l), магнітним (т_l) і спіновим (m_s).

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до самостійної роботи з дисципліни «ХІМІЯ»

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ... кафедра хімії... МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до самостійної роботи з дисципліни ХІМІЯ ЗМІСТ МОДУЛЯ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Загальні уявлення про будову атома, природа електрона і характеристики його стану в атомі

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до самостійної роботи з дисципліни «ХІМІЯ» для студентів I курсу будівельних і гірничих спеціальностей

ЗМІСТ МОДУЛЯ I
1. Основні хімічні поняття і стехіометричні закони. 4 1.1. Предмет хімії і основні хімічні поняття. 4 1.2. Основні закони хімічної взаємодії 6 1.3. Запитання для самоконт

Предмет хімії і основні хімічні поняття
Хімія – наука про склад, властивості і будову речовин, про їхні перетворення, про залежність властивостей від складу і будови речовин, про взаємодію, добування і вико

Основні закони хімічної взаємодії
У 1748 р. російський вчений М.В.Ломоносов сформулював один із фундаментальних законів природи – закон збереження маси: Маса речовин, що вс

Гідрати оксидів
Важливу групу серед складних сполук становлять гідрати оксидів (гідроксиди) – продукти прямої або посередньої взаємодії оксидів з водою. Наприклад, основні оксиди утворюють

Амфотерні гідроксиди
Амфотерні гідроксиди – це гідрати амфотерних оксидів. В залежності від умов вони можуть відщеплювати при дисоціації йони H+ чи ОН-і, як і відповідні амфот

Кислоти
За теорією електролітичної дисоціації Арреніуса кислоти - це сполуки, що складаються з кислотного залишку і йонів гідрогену, здатних заміщуватись на метал (у розчині дисоцію

Квантові числа
Головне квантове число визначає повний запас енергії електрона (рівень енергії електронного шару), тобто ступінь віддалення його від ядра або розмір електронної хмари (орбіталі) і приймає з

Розподіл електронів в атомі, електронні й електронно-графічні формули елементів
Орбіталі багатоелектронних атомів заповнюються електронами в міру зростання їх енергії. При цьому обов’язково витримуються такі принципи: 1) найменшої енергії; 2) Паулі; 3) правило Гунда.

S 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d.
Для запам’ятовування цього ряду існує зручний метод, суть якого зрозуміла з такої таблиці

Періодичний закон та періодична система елементів Д.І.Менделєєва
Періодичний закон формулюється так: Властивості елементів, а також форми і властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від зарядів ядер атомів елементі

Радіуси атомів та йонів елементів
У визначенні радіуса атома не спостерігається однозначності тому, що ізольований атом або йон не має чітко визначених зовнішніх меж. Тому залежно від типу хімічного зв'язку, структури речовини і

Енергія йонізації
Енергія йонізації (І, кДж/моль; еВ) — мінімальна енергія, потрібна для відщеплення найслабкіше зв'язаного електрона від незбудженого атома: R0 —> R+ +e, I

Енергія спорідненості до електрона
Енергія спорідненості до електрона (Eсп, кДж/моль; еВ) — кількість енергії, що виділяється під час приєднання до атома одного електрона з утворенням не

Електронегативність атомів
Електронегативність атомів (æ, кДж/моль; еВ/атом) — умовна величина, що характеризує здатність атома в хімічних сполуках приєднувати електрони, які беруть участь в утворенні хімічного

Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл. Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості

Міжмолекулярна взаємодія
Міжмолекулярна взаємодія. Між молекулами може відбуватися як електростатична, так і донорно-акцепторна взаємодія. Сили електростатичної молекулярної взаємодії, ви

Тверді тіла. Типи кристалічних граток
Тверді тіла перебувають у двох станах: аморфному і кристалічному. Аморфний стан характеризується хаотичним розміщенням частинок у просторі

Основні термодинамічні поняття
Термодинаміка – це наука, що вивчає зв’язок теплової енергії з іншими її видами (перехід енергії з однієї форми в іншу, енергетичні ефекти, що супроводжують хімічні та ф

Термохімія.
Теплові ефекти хімічних процесів вивчає термохімія. При розрахунках використовуються стандартні теплові ефекти

Теплота нейтралізації.
Теплота нейтралізації - тепловий ефект, який спостерігається при нейтралізації одного моль еквівалента кислоти одним моль еквівалента гідроксиду в розведених водних розчинах. При

Напрям перебігу хімічних процесів.
Другий закон термодинаміки показує напрямок переходу теплоти (енергії) від однієї системи до іншої. Згідно з Клаузісом теплота завжди переходит

Задачі і вправи для самостійної роботи
1. Стандартна теплота утворення рідкої води становить — 286 кДж/моль. Записати термохімічні рівняння цієї реакції з використанням теплового ефекту та ентальпії. Поглинається чи виділяється в реакці

Розділ хімії, який вивчає перебіг хімічних процесів за певний час, має назву хімічної кінетики.
Дослідження кінетики хімічних процесів має не тільки теоретичний, а й практичний інтерес. Необхідність врахування кінетичного фактора при розгляданні хімічних реакцій можна побачити на прикладі вза

Закон діючих мас
Необхідною умовою перебігу хімічної реакції між двома речовинами є зіткнення їхніх молекул. Зрозуміло, що швидкість хімічної реакції залежить від числа таких зіткнень в одиниці об'єму. Вірогідніс

Енергія активації
Як зазначалось, умовою елементарного акту взаємодії є зіткнення частинок реагуючих речовин. Проте не кожне зіткнення може спричинити хімічну взаємодію. Справді, хімічна взаємодія передбачає переро

Вплив температури на швидкість реакції
Підвищення температури реагуючих речовин внаслідок збільшення швидкості молекул приводить до зростання загальної енергії системи і відповідно до збільшення відносного вмісту активних молекул, що рі

Каталіз
Швидкість хімічних процесів можна значно збільшити завдяки введенню у реакційну систему певних речовин, які називаються каталізаторами. Каталізатор — це речовина, що збільшу

Хімічна рівновага
При вивченні основних закономірностей рівноважних процесів насамперед розглядають поняття про оборотні і необоротні реакції і оборотність хімічних процесів. Необоротними хімічними

Вплив зовнішніх факторів на хімічну рівновагу. Принцип ле Шательє
Стан хімічної рівноваги за сталих умов може зберігатися будь-який час. Проте при зміні умов рівноваги (температури, концентрації, тиску) стан рівноваги порушується. Зміна зовнішніх факторів по-різ

Збільшення концентрацій реагуючих речовин або зменшення концентрацій продуктів реакції зміщує рівновагу в напрямку прямої реакції.
Принцип ле Шательє справедливий не тільки для хімічних процесів, він має загальнонаукове значення і поширюється на всі процеси, що перебувають у стані динамічної рівноваги. Принцип ле Шат

Список рекомендованої літератури
Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. – К.; Ірпінь: ВТФ “Перун”, 2002. – 480с. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для