Водород атомное ядро

Рис. 8-18. Графическое изображение функций (верхний рисунок) и 4<р (г) (нижний рисунок) для 15-орбитали атома водорода, определяемой выражением [Дг) = Ае . Расстояние г измеряется в атомных единицах Яо, равных первому боров-скому радиусу (а = 0,529 А). Отметим, что хотя электрон, вероятнее всего, находится в пределах расстояния 4 ат. ед. от атомного ядра, кривая распределения вероятности не достигает нулевого значения даже при г -> X. В принципе кривая распределения вероятности обнаружения электрона простирается на всю Вселенную. Но сфера вокруг ядра, в которой электрон обнаруживается с вероятностью 99%, имеет радиус всего 4,2 ат.ед., т.е. 2,2 А.

Протонно-нейтронная модель атомного ядра. Из весьма значительного числа элементарных частиц, известных в настоящее время, определяющая роль в свойствах образуемых ими атомов принадлежит трем — протону, нейтрону и электрону. Согласно протонно-нейтронной теории строения ядра, предложенной Д. И. Иваненко и В. Гейзенбергом (1932 г.), свойства атомных ядер определяются первыми двумя. Протонно-нейтронная модель предусматривает, что ядра атомов всех элементов состоят из протонов и нейтронов (очевидное исключение представляет водород, атомное ядро которого состоит из одного протона). Число протонов р в ядре определяет порядковый номер 2 химического элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. [c.5]

Все атомные ядра, кроме ядер атома водорода, содержат несколько протонов. Между ними должны действовать огромные силы отталкивания. Размер ядра имеет порядок м. Потенциал, создаваемый одним протоном на расстоянии 10 м, составляет около 1 400 ООО В, а сила отталкивания двух протонов на таком расстоянии равна 230 Н (ньютонов). Тем не менее существуют ядра, содержащие несколько протонов и нейтронов за счет особых ядерных сил притяжения, действующих между нуклонами на очень малых расстояниях и значительно превосходящих силы электростатического отталкивания. [c.20]

Диаметр ионов, получающихся в результате отщепления валентных электронов от атомов, лежит в пределах 0,02— 0,35 нм. Диаметр протона, образующегося при отрыве электрона от атома водорода, равен 0,000001 нм. К каким характерным свойствам водорода приводит столь малый диаметр его атомного ядра [c.31]

Рассчитаем энергию реакции образования атомного ядра тяжелого изотопа водорода взаимодействуют протон и нейтрон с образованием дейтона (ядро тяжелого водорода) и выделением энергии. Сложением величин масс протона (1,0076) и нейтрона (1,0090) получаем значение 2,0166. Такая масса должна была бы быть у дейтона, если бы он образовался без значительного выделения энергии. Фактическая (зкспери-ментально определенная) величина массы дейтона составляет 2,0142. [c.210]

Относительная простота структуры атома водорода (Is ), конечно, не означает, что его химия наиболее проста. Наоборот, она во многом отличается от химии других элементов. Основная особенность водорода заключается в том, что в отличие от всех других элементов (кроме гелия) его валентный электрон непосредственно находится в сфере действия атомного ядра — у него нет промежуточного электронного слоя. Положительный ион водорода Н+ представляет собой элементарную частицу — протон. [c.287]

В отличие от атомов других элементов (кроме гелия Ь ) его валентный электрон непосредственно находится под воздействием атомного ядра, так как в атоме водорода нет экранирующего электронного слоя. Поэто.му энергия ионизации атома водорода велика (13,6 эВ). [c.245]

Атом водорода. В предыдущих параграфах речь шла об атомном ядре. Теперь ознакомимся со строением электронной оболочки атома. [c.26]

В связи с этим расстояние между атомными ядрами в молекуле водорода меньше, чем сумма радиусов отдельно взятых двух атомов водорода, как это видно на рис. 5. [c.44]

Хи.мический символ Н. Порядковый номер 1. Атомная масса 1,00797. Число известных изотопов 4, из которых Н -протий, Н - дейтерий (символ О) и [Н - тритий (символ Т) обнаружены в природе, а четвертый - [Н — получен искусственно. Ядро атома водорода содержит один протон. Электронная конфигурация 15 . Основное отличие водорода от остальных элементов заключается в том, что его единственный электрон находится непосредственно в сфере действия атомного ядра — у него нет промежуточного электронного слоя. При потере электрона образуется положительный ион Н , представляющий собой элементарную частицу — протон. [c.156]

Магнитный момент у атомов или молекул может быть результатом возникновения круговых токов в электронной оболочке или наличием неспаренных электронных спинов. Как известно, вещества, обладающие магнитными моментами такого рода, называют парамагнитными. В молекулах многих веществ, в том числе и большинства полимеров, электронный магнитный момент скомпенсирован. Подобные вещества относят к категории диамагнитных. Однако некоторые атомные ядра, например водорода и фтора, обладают собственными магнитными моментами, обусловленными их спинами. Поэтому в диамагнитных веществах энергия электромагнитного поля может поглощаться только ядерными магнитными моментами. Последние на три порядка меньще магнитных моментов электронов, поэтому резонансные частоты при магнитном резонансе на электронах значительно выше, чем резонансные частоты на ядрах, что определяет различие радиотехнических схем регистрации в обоих методах. [c.267]

Магнитный момент у атомов или молекул может быть обусловлен круговыми токами в электронной оболочке и неспаренным электронным спином. Вещества, которые обладают магнитными моментами такого рода, называются парамагнитными. В молекулах различных веществ, в том числе в большинстве полимеров, электронный парамагнитный момент скомпенсирован. Такие вещества называются диамагнитными. Однако атомные ядра, например водорода и фтора, обладают собственными магнитными моментами, связанными с их спинами. Поэтому в диамагнитных веществах поглощение энергии электромагнитного поля может осуществиться только магнитными моментами ядер. Магнитные моменты атомных электронов на три порядка больше, чем ядерные магнитные моменты, поэтому резонансные частоты при магнитном резонансе па электронах значительно выше, чем резонансные частоты на ядрах, что определяет для этих методов различие радиотехнических схем. [c.211]

Все атомные ядра обладают зарядом, и в простейшем атоме — атоме водорода — ядро представляет собой веретенообразно вращающийся протон. [c.429]

Механизм образования молекулы можно представить как образование молекулярных орбиталей вследствие энергетически наивыгоднейшего перекрывания атомных орбиталей. Однако свойства молекулы не являются просто суммой свойств образующих ее атомов. В электронной системе молекулы вероятность пребывания любого электрона в поле каждого атома (ядра) отлична от нуля. Так, в молекуле водорода нельзя различить, к какому атомному ядру относятся отдельные электроны. Поэтому принцип Паули справедлив и для молекулы в целом. [c.177]

Простейшим атомным ядром является ядро атома водорода. Его заряд равен и противоположен по знаку заряду электрона, а масса — наименьшая из всех ядер. Ядро атома водорода было признано элементарной частицей, и в 1920 г. Резерфорд дал ему название протон, что значит первый. Масса протона равна приблизительно одной атомной единице массы (а.е. м.). [c.41]

Конечно, здесь речь идет об определенных изотопах элемента, чаще всего о главных, наиболее стабильных, т. е. тех, которые доминируют в природной плеяде его изотопов. Например, в плеяде водорода преобладает самый легкий изотоп [ Н (99,98%). Более тяжелого изотопа — дейтерия 1 0 — только 0,02%. Таким образом, резко преобладает легкий изотоп, и можно сделать вывод, что наиболее устойчивое атомное ядро имеет изотоп Н. При написании символа, обозначающего тот или иной изотоп, в соответствии с предложением Ф. Жолио-Кюри, число нуклонов или округленное значение атомной массы и заряд ядра записывают слева от символа элемента соответственно сверху и снизу = + Э. Например, изотоп урана-238 обозначается как 9223 и. [c.212]

Для отрыва последнего электрона от атомного ядра с зарядом 2 требуется затратить в раз больше энергии, чем для ионизации атома водорода. По расчету на грамм-атом эта энергия равна 313,6 2 ккал. Радиусы К-слоев в сложных атомах относятся друг к Другу, как обратные значения зарядов ядер, т. е. с возрастанием атомного номера элемента последовательно уменьшаются. Однако даже у наиболее тяжелых атомов они все еще в сотни раз превышают собственные размеры атомных ядер. [c.84]

Водородной связью называется связь между атомом водорода, соединенным ковалентной связью с атомом одной молекулы, и наиболее электроотрицательными атомами (фтором, кислородом, азотом, хлором, серой), принадлежащими другой молекуле. Эта особенность атома водорода связана с тем, что он после отдачи своего единственного электрона для ковалентной связи представляет собой атомное ядро, полностью лишенное электронной оболочки. Атомное ядро водорода Н+ способно своим положительным зарядом довольно прочно связаться с отрицательными атомами, в результате чего образуется водородная связь, называемая также водородным мостиком. Для амидных группировок капрона эта связь осуществляется между водородом и кислородом (обозначена точками) [c.189]

Ядерная химия играет очень важную роль в аналитических применениях и при идентификации различных частиц. В какой-то мере с этим связана и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроскопия). Мы не собираемся здесь рассматривать довольно сложную экспериментальную технику этого метода, а остановимся лишь на его принципах. Они основаны на том, что атомное ядро обладает магнитными свойствами, зависящими от его состава и окружения в молекуле. Ограничимся простейшим атомом— водородом — и покажем, как можно отличить атомы водорода в метане СН4 от атомов водорода в бензоле С Н , пользуясь методом ЯМР-спектроскопии. [c.429]

На рис. 5.3 схематически изображено образование молекул Оа, Н2О и N3. Видно, что в молекуле Оа облака одной пары валентных 2/7-электронов перекрываются в направлении, соединяющем ядра атомов, образуя а-связь. Облака другой пары 2/7-электронов ориентированы параллельно и перекрываются в стороне от оси, соединяющей атомные ядра, образуя я-связь. Эти связи неравноценны. л-Связь слабее, чем (Т-связь. Общая энергия связи в молекуле О составляет 494 кДж/моль. Соединяя атом кислорода с двумя атомами водорода, получаем молекулу воды. Присоединение атомов Н к атомам О произойдет вдоль направления восьмерок, в результате чего возникает треугольная форма молекулы НаО. Действие сил отталкивания между атомами водорода [c.121]

При р2-гибридизации электронные облака располагаются в одной плоскости под углами 120° друг относительно друга. Из экспериментальных данных действительно следует, что молекула этилена имеет плоское строение (рис. 47). Химическая связь, для которой линия, соединяющая атомные ядра, является осью симметрии связывающего электронного облака, называется а-связью. а-Связь возникает при лобовом перекрывании атомных орбиталей. В молекуле этилена каждый атом углерода образует по три а-связи одну друг с другом, а две — с двумя атомами водорода. Имеющиеся у атомов углерода негибридные орбитали образуют одну так называемую я-связь. Химическая связь, для которой связывающее электронное облако имеет только плоскость симметрии, проходя- [c.110]

Нейтронография. Она изучает строение молекул, кристаллов и жидкостей по рассеянию нейтронов в веществе. Чаше всего нейтронография используется как метод уточнения или получения дополнительной информации о структурах, уже исследованных методом РСА. При этом используются некоторые преимущества нейтронографии по сравнению с РСА возможность определения положения легких атомов (особенно водорода) в присутствии тяжелых, а также возможность исследования структур, содержащих атомы элементов с близкими значениями порядкового номера 2, почти не различимых РСА. Рассеяние рентгеновского излучения — это результат колебания электронов атомов под воздействием рентгеновских квантов. Нейтроны же проникают через электронную структуру атомов и молекул и взаимодействуют с атомными ядрами. Поэтому нейтроны рассеиваются более равномерно всеми атомами образца. Рентгеновское же излучение рассеивается в большей степени тяжелыми атомами, которые богаче электронами. Поэтому рентгеновское излучение почти не реагирует на положение легких атомов, особенно водорода в структуре исследуемого вещества. [c.197]

Именно по этой причине говорят, что вокруг атомного ядра существует электронное облако. В электронном облаке атома водорода содержится всего один электрон. Этот электрон можно условно обозначать точкой, помещаемой вслед за символом атома водорода [c.105]

Электронное строение. Водород — первый элемент в Периодической системе Д. И. Менделеева. Заряд его атомного ядра +1, строение электронной оболочки выражается формулой Is . Многие особенности свойств водорода связаны с тем, что в его атоме между электроном внешнего энергетического уровня и ядром нет других электронов. [c.107]

Кроме того, водород имеет ряд индивидуальных особенностей, связанных с тем, что его валентный электрон находится непосредственно в сфере действия атомного ядра (без промежуточного электронного слоя). Напрнмер, протон пе образует соединений с иоппой связью. Особенностями строения атома водорода обусловлено также существование водородной связи. [c.274]

Атом водорода обладает одним валентным электроном, который находится в сфере действия атомного ядра. Поэтому водород образует лишь двухатомные молекулы. [c.18]

Основная особенность водорода заключается в том, что в отличие от всех других элементов (кроме гелия) в его атоме валентный электрон находится непосредственно в сфере действия атомного ядра — у него нет промежуточного электронного слоя. Положительно заряженный ион водорода Н представляет собой элементарную частицу протон. [c.299]

Протон — простейшее атомное ядро. Это ядро наиболее распространенного вида атома водорода, самого легкого из всех атомов. [c.51]

Такое уравнение можно было бы решить описанным выше приближенным способом Чтобы построить некоторую приближенную волновую функцию, будем рассуждать следующим образом Молекула водорода образуется в результате объединения двух атомов водорода, электроны которых находятся в основных Ь-состояниях Пусть два атома водорода находятся друг от друга на достаточно больших расстояниях, когда их взаимодействия еще малы Тогда около каждого атома будет свое электронное облако, плотность которого будет определяться квадратом функции V)/, центрированной на первом или втором атомных ядрах Общее распределение электронной плотности в пространстве, охватывающем два атома, можно передать квадратом волновой функции V)/= ц/, где и — сферические атомные Ь-волновые функции, центрированные на первом и втором ядрах Такая форма волновой фушщии удовлетворяет тому условию, что, когда рассматривается область около [c.55]

В связи с этим будут изыскиваться любые способы и средства как снижения стоимости производства ЗПГ, так и ликвидации разрыва между спросом и предложением на них. Если вопросы техники безопасности производства термоядерной энергии будут решены положительно (а это, кажется, уже вполне реально), с освоением энергии расщепления атомного ядра и тер.моядерного синтеза откроются новые перспективы. Таким образом, сочетание электроэнергии и тепла, получаемого из термоядерных источников, позволит интенсифицировать процесс получения водорода из угля и воды для целей энергетики и промышленности. К тому Ж8 тепло атомных реакторов можно будет использовать для покрытия дефицита тепла эндотер-мических процессов газификации угля или сырой нефти. [c.216]

В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер создали механику атомных и молекулярных систем, которая получила широкое применение в атомной и молекулярной физике. Необходимое дополнение в квантовую механику внес Паули, разработавший теорию электронных спинов. Это явилось фундаментом, на котором с учетом известного правила несовместимости (запрет Паули в атоме не может быть двух электронов, обладающих 4 одинаковыми квантовыми числами) было построено учение о химических силах, в принципе позволяющее понять и описать образование химических соединений. Сначала удалось интерп )етировать устойчивость электронных оболочек атомов инертных газов, благодаря чему нашло исчерпывающее объяснение понятие электровалентной связи, лежащее в основе теории Косселя. Затем получила квантово-механическое истолкование и ковалентная связь. Гейтлером и Лондоном было показано, что связь двух атомов в молекуле водорода может быть объяснена чисто электростатическими силами, если для этого использовать квантовую механику. Силы, связывающие два атома и два электрона, возникают благодаря тому, что оба электрона имеют антипараллельные спины и с большой степенью вероятности находятся между двумя атомными ядрами насыщаемость химических связей объясняется принципом Паули. Таким образом, представления Льюиса получили исчерпывающее физическое обоснование. [c.24]

Состав атомных ядер. Каждое атомное ядро имеет две основные характеристики — заряд и массу. Так как структурными единицами простейшего атома — атома водорода — являются протон и электрон, наиболее естественным представлялось допушение, что из таких же частиц должны строиться атомные ядра и более тяжелых элементов. С этой точки зрения характерная для того или иного ядра масса может быть, набрана им только за счет входящих в его состав протонов, масса каждого из которых приблизительно равна единице атомных масс (в то время как масса электрона составляет только 0,00055 этой единицы). Отсюда следовало, что число содержащихся в ядре атома данного элемента протонов должно быть равно его атомной массе А). [c.505]

Такая необычность аргоноидов объясняется своеобразным электронным строением их атомов — закономерностями движения электронов вокруг атомного ядра. Теперь перейдем к рассмотрению этого вопроса, причем сначала разберем электронное строение простейшего элемента — водорода. [c.110]

Атом водорода состоит из ядра (протона), с которым связан электрон. Точное положение электрона определить нельзя, можно лишь определить вероятность нахождения электрона в любой заданной точке пространства. Для основного состояния атома водорода распределение этой вероятности вокруг ядра симметрично, и можно нарисовать сферическую граничную поверхность, внутри которой вероятность найти электрон составляет, например, 95%. Электрон имеет фиксированную энергию и определенное пространственное распределение, называемое орбиталью. В атоме гелия с ядром связаны два электрона, которые имеют точно одинаковое пространственное распределение и вследствие этого точно одинаковую энергию (т.е. они занимают одну и ту же орбиталь), но различаются по спину (принцип запрета Паули). Обшее правило гласит электроны, связанные с атомными ядрами, занимают орбитали с фиксированной энергией и определенным пространственным распределением, и на каждой орбитали может находиться максимально только два электрона с антипарал-лельными спинами. [c.11]

Особенности распространения изотопов в Солнечной системе также обнаруживают тесную зависимость от качественного и количественного составов атомного ядра. На рис. 6 изображена зависимость относительного распространения химических элементов в Солнечной системе от порядкового номера. Обращает на себя внимание четко выраженная тенденция к уменьшению распространенности с повышением порядкового номера (а следовательно, и массового числа). Во всех случаях элемент с нечетным 2 распространен в меньшей степени, чем два соседних элемента с четн порядковым номером. Это является следствием отмечавшейся в предыдущей главе повышенной стабильности ядер, содержащих четное число нуклонов. Хотя в данном случае водород и гелий являются абсолютно преобладающими эл ментами (что не удивительно, поскольку основная масса [c.21]

Диапазон геометрических структур, для описания которых полезно обращаться к многогранникам, чрезвычайно широк. Так, например, правильный тетраэдр симметрии одинаково подходит как для молекулы тетрамера мышьяка, Аз4, так и для молекулы метана, СН (рис. 3-27). Однако в их строении имеется одно существенное различие. Оно состоит в том, что в молекуле все четыре атомных ядра, входящих в ее состав, расположены в вершинах правильного тетраэдра, ребрами которого служат химические связи между атомами мышьяка. В молекуле же метана имеется центральный атом углерода, от которого четыре химические связи направлены к четырем вершинам тетраэдра, где находятся атомы водорода. В данном случае ребра тетраэдра уже не являются химическими связями. [c.119]

Протон (от греч. protos — первый) — устойчивая элементарная"] (фундаментальная) частица с единичным положительным электрическим зарядом П. в 1863 раза тяжелее электрона протоны образуют вместе с нейтронами ядра всех химических элементов. Число П. в атомном ядре определяет заряд ядра (2) и место соответствующего элемента в периодич. системе Д. И. Менделеева. Наиболее легкое ядро — ядро изотопа водорода (протия), представляет собой один протон. Поскольку атом водорода имеет только один электрон, его ионизация приводит к образованию положительного иона Н+, который в растворах гидратирован (НзО+). Этот ион играет важную роль в кислотно-основных равновесиях (кислота протон + + основание), в ионном обмене, в электролитической диссоциации и др. Протонизация — присоединение протона Н+. [c.109]

Изучение процессов взаимодействия быстрых частиц с атомными ядрами привело к выявлению структуры нуклонов—протонов и не11тронов. В опытах по рассеянию быстрых электронов ядрами водорода и дейтерия получено, что нуклон состоит из плотной сердцевины диаметром 2 10 см и двух концентрических мезон-ных оболочек (рис. 6). Оказалось также, что у протона сердцевина содержит 12 7о полного заряда, внутренняя оболочка — 60% и внешняя — 28%. Такая структура нуклонов свидетельствует о том, что их взаимодействие в ядре может осуществляться путем обмена мезонами. Один нуклон испускает мезон, другой поглощает его. Взаимодействиями подобного рода, по-видимому, и обусловлены ядерные силы. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология