Атом

Из чего состоят атомы

Published in Наука

Из чего состоят атомы

Каждый атом, будучи невероятно маленьким, состоит из еще более мелких частиц — нейтронов, протонов и электронов. Протоны обладают положительным электрическим зарядом, электроны — отрицательным, в то время как у нейтронов заряда нет:

Электрон Протон Нейтрон
электрон протон нейтрон

Нейтроны и протоны находятся внутри маленького ядра в центре атома; здесь же, очевидно, сконцентрирован и весь положительный заряд. Нейтроны и протоны часто объединяют под общим названием нуклоны (от слова ну́клеос, в переводе с греческого — ядро). Электроны в свою очередь движутся вокруг ядра непредсказуемым образом, создавая так называемую электронную оболочку атома (рис. 1).

Атом лития
Рис 1. Условная схема атома лития

Количество протонов в атоме всегда равно количеству электронов: суммарный заряд ядра компенсируется суммарным зарядом электронной оболочки, поэтому в целом атомы электронейтральны, т. е. не имеют электрического заряда, как и любые образуемые ими молекулы.

В химических превращениях в незначительной степени участвуют только электронные оболочки: атомы могут обмениваться друг с другом несколькими электронами, объединять их, предоставлять друг другу во временное пользование и т. п. При этом остальные электроны, а также ядра — наиболее важная часть атомов — остаются нетронутыми. Таким образом, атому можно дать два взаимодополняющих определения:

  • атом — это электронейтральная система, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов,
  • атом — это мельчайшая химически неделимая частица вещества.

Количество протонов, определяющее величину заряда ядра, и есть основной признак, определяющий принадлежность атома к тому или иному элементу. Другими словами, химический элемент — это совокупность атомов, обладающих одним и тем же зарядом ядра. Заряд ядра совпадает с номером элемента в периодической системе Д. И. Менделеева (рис. 2).

Алюминий
Рис 2. Алюминий содержит 13 протонов, поэтому его ядро имеет заряд, равный 13

Как мы уже знаем, атомы одного элемента отличаются друг от друга массой. За массу атома отвечают в основном нуклоны — любой из них тяжелее электрона более чем в 1 800 раз; фактически, вся масса атома сосредоточена в ядре. Поэтому разные атомы одного элемента должны содержать разное количество нейтронов: это и объясняет их различие в массах. Атомы одного элемента, обладающие разным количеством нейтронов, называются изотопами. Например, элемент литий имеет два изотопа: с тремя и четырьмя нейтронами (рис. 3).

Легкий изотоп литияТяжелый изотоп лития
Рис 3. Легкий и тяжелый изотопы лития

Водород — самый первый элемент таблицы Менделеева — тоже имеет три изотопа, но самый легкий из них вообще лишен нейтронов (рис. 4). В отличие от остальных элементов, изотопы водорода обладают своими собственными названиями: про́тий, дейте́рий и три́тий.

Рис 4. Изотопы водорода

Надеюсь, что это короткая статья внесла больше ясности в понимание устройства материи.

(с) Источник

Last modification: Пт 13 Фев 2015