ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Порядковый номер элементов в системе Д. И. Менделеева и строение атома из "Новые элементы в периодической системе Д И Менделеева" С ответом на этот вопрос связаны все успехи в раскрытии строения атомов и атомных ядер. [c.21] Мы уже говорили выше, что в состав всех атомов входят отрицательно заряженные электроны — частицы, которые в 1840 раз легче самого легкого из атомов. [c.22] Но атомы в целом являются, как известно электро-нейтральными, и лишь при отрыве или присоединешш к атомам электронов образуются положительные или отрицательные ионы. Стало быть, отрицательный заряд электронов должен компенсироваться равным по величине положительным зарядом каких-то других частиц, входящих в состав атомов. [c.22] В начале XX в. считалось, что как положительное, так и отрицательное электричество равномерно распределены по всему объему атомов. Носители отрицательного электричества — электроны — были уже тогда известны, о носителях же положительного электричества никаких определенных сведений не было. [c.22] Однако представления о равномерном распределении заряда и массы по объему атома были опровергнуты в 1911 г. опытами Э. Резерфорда, доказавшим существование атомного ядра. Резерфорд подвергал тонкие фольги из разных материалов бомбардировке а-частица-ми, испускаемыми радиоактивными препаратами. Если бы положительный заряд был равномерно распределен по всему объему атома, то все а частицы, пролетая сквозь атомы, не испытывали бы заметных отклонений от первоначального направления. На самом же деле оказалось, что хотя многие -частицы, проходя через тонкие фольги, почти не меняют направления движения, в отдельных случаях происходит очень сильное отклонение, вплоть до направления, обратного первоначальному (рис. 9). [c.22] Из этих опытов был возможен только один вывод положительный заряд атома не распределен равномерно, но сконцентрирован в относительно малом объеме внутри атома. [c.22] Таким образом, было доказано существование атомного ядра, диаметр которого примерно в 100 тыс. раз меньше диаметра всего атома и в котором сосредоточен весь положительный заряд атома и практически вся его масса, ибо масса носителей отрицательного заряда — электронов — составляет несколько сотых долей процента от общей массы атома. [c.22] Подробный расчет рассеяния а-частиц, основанный на формуле взаимодействия одноименных зарядов, позволил определить величину заряда атомных ядер тех материа--лов, на которых происходило рассеяние. Оказалось, что заряд ядер разных атомов, выраженный в единицах заряда электрона, равен номеру клетки, занимаемой элементом в периодической системе Менделеева. [c.23] Поскольку атом в целом является электронейтральным, то, очевидно, суммарный отрицательный заряд расположенных вне атомного ядра электронов должен компенсировать положительный заряд ядра. [c.23] Следовательно, число электронов в атоме должно равняться опять-таки порядковому номеру соответствующего элемента в периодической системе Менделеева. Отсюда вытекает фундаментально важное значение номера эле мента в периодической системе (так называемого атом ноге или порядкового номера), обозначаемого в дальней шем X. Это есть положительный заряд ядра атома дан ного элемента и одновременно число электронов в атоме С тем, чтобы подчеркнуть роль Д. И. Менделеева в раз витии понятия порядкового номера, советские химики ча сто называют 2 числом Менделеева. [c.24] Две величины — атомный номер 2 и массовое число А — полностью характеризуют атом. Атомы с одинаковым X, но разным А есть атомы изотопов данного элемента. Если массовые числа А двух атомов одинаковы, но атомные номера их X различны, то такие атомы называются изобарами. [c.24] После опытов Резерфорда широкое расдространение получила планетарная модель атома, согласно которой в центре атомов наподобие солнца в планетной системе расположено положительно заряженное атомное ядро, а вокруг ядра расположены на разных орбитах, как планеты вокруг солнца, отрицательные электроны, сумма зарядов которых равна заряду ядра. [c.24] Таким образом, планетарная модель атома пр1иняла вполне конкретные очертания стало ясно, что центром атома является ядро с зарядом -+-2, а вокруг этого ядра расположено 1 электронов с общим зарядом —1. Н. Бор в 1913 г. произвел расчет этой модели. [c.24] В результате расчетов было найдено, какой энергией обладает электрон, находясь в разных атомах на первой, второй, третьей и более дальних орбитах. После определения этой энергии можно было рассчитать и разности энергий между орбитами, т. е. длину волны света, излучаемого при переходе электронов с одних орбит на другие. Эти длины волн оказались в прекрасном соответствии с линиями, наблюдавшимися при спектроскопическом исследовании. [c.25] Неприменимость привычных классических представлений к ряду явлений, связанных со строением атома, открытие взаимопревращения элементов и ряд других крупных открытий привели в начале XX в. к тому, что некоторые физики, не сумев понять значения этих новых фактов, не владея диалектическим материализмом, скатились в сторону идеализма. Путаные философские воззрения этих физиков, доходивших до утверждений об уничтожимости материи, о возможности существования движения без материи, о непознаваемости законов природы, были разоблачены В. И. Лениным в его гениальной книге Материализм и эмпириокритицизм . В. И. Ленин указывал, что сегодняшний физический идеализм... означает только то, что одна школа естествоиспытателей в одной отрасли естествознания скатилась к реакционной философии, не сумев прямо и сразу подняться от метафизического материализма к диалектическому материализму. Этот шаг делает и сделает современная физика, но она идет к единственно вфному методу и единственно верной философии естествознания не прямо, а зигзагами, не сознательно, а стихийно, не видя ясно своей конечной цели , а приближаясь к ней ощупью, шатаясь, иногда даже задом. Современная физика лежит в родах. Она рожает диалектический материализм . [c.25] Эти слова и сегодня так же значимы, как в день их написания. Оправдались предсказания В. И. Ленина о том. [c.25] Ярким тому примером является хотя бы Бор, который, будучи автором первой теории атома, основанной на квантовых представлениях, наряду с этим выступал с порочными идеалистическими взглядами, вплоть до идеи о неприменимости закона сохранения энергии к атомным процессам. [c.26] Из теории планетарной модели атома следовало, что длины волн (и тем самым частоты) разных спектральных линий атомных спектров должны определенным образом зависеть от зарядов атомных ядер. (Напомним, что заряд ядра атома определяет место элемента в периодической системе Менделеева). [c.26] Особенно просто можно было проследить эту зависимость для рентгеновских спектров, образующихся при бомбардировке электронами, ускоренными электрическим полем до десятков тысяч вольт, разных материалов, нанесенных на антикатод — пластинку, расположенную в разрядной трубке против катода. [c.26] Атомный вес кобальта больше, чем у никеля. Однако Менделеев, руководствуясь тончайшими различиями в свойствах этих элементов, поместил в системе никель после кобальта. Спустя более сорока лет опыт показал, что действительно заряд ядра кобальта —2 — 27, а никеля —1 — 28. [c.29] Вернуться к основной статье